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材料科学：リチウム過剰正極材料における可逆的Mn2+/Mn4+ダブルレドックス
Nature 556, 7700 doi: 10.1038/s41586-018-0015-4
急増する電気エネルギー貯蔵の要望を満たすには、リチウムイオン電池用の安価で資源に優しくエネルギー密度の高いカソード材料が緊急に必要である。現行のリチウムイオン電池に使用されているニッケルとコバルトは、限られた資源である上に安全上の問題を伴っており、これを置き換えるには、安価で存在量が多く、Mn4+酸化状態には固有の安定性があるため、マンガンを用いる高容量カソードが特に望ましいと思われる。今回我々は、高原子価カチオンと、不規則岩塩構造におけるフッ素による酸素の部分置換を組み合わせ、リチウム過剰カソード材料に可逆的Mn2+/Mn4+ダブルレドックス対を組み込む手法を報告する。こうして作製されたリチウムリッチカソードは、容量が大きくエネルギー密度が高い。Mn2+/Mn4+レドックスを用いることで酸素のレドックス活性が低下するため、この材料は安定化し、先進的リチウムイオン電池向け高性能マンガンリッチカソードを設計する新しい機会が開かれる。
