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酸化物イオンを可動イオンとする電極材料 NEW

国内特許コード P180015642
整理番号 5545
掲載日 2018年11月22日
出願番号 特願2016-195703
公開番号 特開2018-060625
出願日 平成28年10月3日(2016.10.3)
公開日 平成30年4月12日(2018.4.12)
発明者
  • 大久保 將史
  • 山田 淳夫
  • 田中 庸裕
  • 細川 三郎
出願人
  • 国立大学法人 東京大学
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 酸化物イオンを可動イオンとする電極材料 NEW
発明の概要 【課題】低コスト、高エネルギー、高出力の蓄電デバイスを実現するため、ナトリウムイオンの挿入・脱離反応に立脚しない全く新しい電極反応機構を用いた二次電池の提供。
【解決手段】式(I)で表される組成を有する酸化物を含む、電極材料。好ましくは、前記酸化物がα-PbO型構造を有し、MがFeであり、XがNbであることが好しい二次電池用電極材料。MXO(I)(Mは、V、Cr、Mn、Fe又はCo;XはNb、Mo、Ru、Rh、又はPd)
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


電気自動車への搭載や再生可能エネルギーの出力平準化用途といった大型蓄電デバイスへの強い需要を背景とし、高価な希少元素を使用しない低コスト大型二次電池の開発が期待されている。しかし、現在開発されているリチウムイオン電池は、希少なリチウムの使用を必須とするために低コスト化や大型化が難しいという問題がある。



一方、かかるリチウムイオン電池の代替技術としてナトリウムイオン電池の開発が行われている(例えば、特許文献1)。ナトリウムイオン電池は、リチウムの替わりにナトリウムを用いることから低コスト化が見込まれるものの、一方で、大きく重いナトリウムイオンが充放電の際に電極材料に挿入・脱離される機構であるため、その構造変化に伴う電極特性の劣化が生じやすく、また、重量当たりのエネルギー密度を向上させることも難しいという課題があるのが現状である。



したがって、ナトリウムイオンの挿入・脱離反応に立脚せず、ナトリウムイオン電池に利用できる、全く新しい電極反応機構の構築が求められている。

産業上の利用分野


本発明は、酸化物イオンを可動イオンとする二次電池に用いられる電極材料に関する。また、当該電極材料を含む二次電池用電極、及び当該電極を有する二次電池に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
以下の式(I):
MXO (I)
(式中、Mは、V、Cr、Mn、Fe、又はCoであり;Xは、Nb、Mo、Ru、Rh、又はPdである。)で表される組成を有する酸化物を含む、電極材料。

【請求項2】
前記酸化物がα-PbO2型構造を有する、請求項1に記載の電極材料。

【請求項3】
Mが、Feである、請求項1又は2に記載の電極材料。

【請求項4】
Xが、Nbである、請求項1~3のいずれか1に記載の電極材料。

【請求項5】
請求項1~4のいずれか1に記載の電極材料を含み、前記酸化物を電極活物質とすることを特徴とする、二次電池用電極。

【請求項6】
請求項5に記載の電極を正極又は負極として含む二次電池。

【請求項7】
ナトリウムイオン電池である、請求項6に記載の二次電池。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
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