アンチペロフスキットリチウム電池のカソッド材料

科学分野:

• 材料科学
• 固体化学
• 電気化学

背景:

• リチウムイオン電池技術の進歩には,費用対効果の高い高性能カソッド材料の開発が不可欠です.
• LiCoO2のような伝統的なカトド材料は,コストと環境への影響の面で課題に直面しています.

研究 の 目的:

• カトド材料としての可能性を持つ新しいビカルコゲニド化合物を合成し,特徴づけること.
• リチウムイオン電池におけるこれらの新材料の電気化学的性能を評価する.
• 合成された材料の経済的および環境的実行可能性を評価する.

主な方法:

• 材料合成のための単段階の固体反応.
• 結晶構造を決定するX線微分と結晶学的分析.
• 合成された材料をカトドとグラファイトアノドを使って単一のセルを電気化学的に試験する.

主要な成果:

• 新しい (Li2Fe) ChO (Ch = S,Se,Te) 化合物の合成に成功した.
• (Li2Fe) ChO (Ch = S, Se) は,高流動性を示唆する,不規則なFeとLicationsを持つ立方体反ペロブスキート構造を示している.
• 高充電率 (270 mA g-1) と有意な充電能力 (120 mA h g-1 で 30 mA g-1) で優れた性能を示している.
• LiCoO2と比較して最大95%のコスト削減を達成し,相対的な特異的な充電能力は75%でした.
• 材料は環境にやさしく,溶解が一致し,大規模製造に有利です.

結論:

• 新しい鉄基のアンチペロブスキート (Li2Fe) ChO (Ch = S, Se) はリチウムイオン電池のための有望なカトド材料です.
• 合成は費用対効果が高く 環境に優しいもので 現在の材料に代わる 実現可能な材料です
• 高い料金率,良い容量,そして製造の容易さは,商業的な応用の可能性を支えています.