Research Abstract


A New Sealed Lithium-Peroxide Battery with a Co-Doped Li2O Cathode in a Superconcentrated Lithium Bis(fluorosulfonyl)amide Electrolyte

2014年7月14日 Scientific Reports 4 : 5684 doi: 10.1038/srep05684

我々は、酸化物(O2−)と過酸化物(O22−)の間の酸化還元反応に基づいて動作し、理論エネルギー密度2570 Wh kg−1 (897 mAh g−1、2.87 V)を示す新しい密閉型電池を提案している。また、超高濃度リチウムビス(フルオロスルホニル)アミド電解質アセトニトリル溶液を用いて、CoドープLi2O正極が190 mAh g−1を超える可逆容量、高いレート特性、良好なサイクル性を示すことを実証している。この可逆容量は、一部Co2+/Co3+酸化還元反応の寄与も受けているが、主として酸化物と過酸化物の間のO2−/O22−酸化還元反応によって決まっている。

奥岡 晋一1, 小笠原 義之2, 須賀 陽介2, 日比野 光宏2, 工藤 徹一2, 小野 博信1, 米原 宏司1, 住田 康隆1, 山田 裕貴3, 山田 淳夫3, 尾嶋 正治4, 栃木 栄太5, 柴田 直哉5, 幾原 雄一5 & 水野 哲孝2

  1. 株式会社日本触媒 先端材料研究所
  2. 東京大学大学院 工学系研究科 応用化学専攻
  3. 東京大学大学院 工学系研究科 化学システム工学専攻
  4. 東京大学 放射光連携研究機構
  5. 東京大学大学院 工学系研究科 総合研究機構
We propose a new sealed battery operating on a redox reaction between an oxide (O2−) and a peroxide (O22−) with its theoretical specific energy of 2570 Wh kg−1 (897 mAh g−1, 2.87 V) and demonstrate that a Co-doped Li2O cathode exhibits a reversible capacity over 190 mAh g−1, a high rate capability, and a good cyclability with a superconcentrated lithium bis(fluorosulfonyl)amide electrolyte in acetonitrile. The reversible capacity is largely dominated by the O2−/O22− redox reaction between oxide and peroxide with some contribution of the Co2+/Co3+ redox reaction.