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J-GLOBAL ID：201702240821823504   整理番号：17A0492416

ナトリウムイオン電池の炭酸エステル系電解質の溶媒和挙動

Solvation behavior of carbonate-based electrolytes in sodium ion batteries

著者 (11件)： Cresce Arthur V. (Electrochemistry Branch, Sensor and Electron Devices Directorate, U.S. Army Research Laboratory, Adelphi, MD 20783, USA. [e-mail]) ,  Russell Selena M. ,  Borodin Oleg ,  Allen Joshua A. ,  Schroeder Marshall A. ,  Dai Michael ,  Peng Jing ,  Gobet Mallory P. ,  Greenbaum Steven G. ,  Rogers Reginald E. ,  Xu Kang
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 19  号： 1  ページ： 574-586  発行年： 2017年 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ナトリウムイオン電池は市販で入手できる技術への先端に立っている。リチウムイオン電池に比べてナトリウムイオン電池はkwhあたりコストが有利であるが,エネルギー密度は低い。材料系としてナトリウムイオン電池はリチウムイオン電池で研究された電解質の,特に炭酸有機エステル溶液中のナトリウムイオンの挙動およびイオン溶媒和と電極表面不働態化の関係についての経験を活かせることが利点である。本報はLi⁺およびNa⁺系溶媒和物について,エレクトロスプレイイオン化質量分析,赤外スペクトル,Ramanスペクトル,¹⁷O,²³Naおよびパルス場勾配二重増感エコー-パルスシーケンス核磁気共鳴スペクトル(NMR)および電気伝導率測定を用いてキャラクタリゼーションを行った。分光による知見はLi⁺およびNa⁺カチオンが類似のイオン-溶媒相互作用トレンドをもち,気相および液相において溶媒和殻が線状またはフッ化炭酸エステルよりも環状炭酸エステルに富む傾向があることを確めた。しかし,PF₆アニオンの相互作用によりNa⁺とLi⁺カチオンでは全く異なる赤外スペクトルが観測され,クラスタ連続モデルを用いる溶媒和物の相対自由エネルギーの密度汎関数理論(DFT)計算により説明された。Na⁺のイオン-溶媒核間距離はLi⁺よりも長く,Na⁺はLi⁺に比べて線状炭酸エステル溶媒中で接触イオン対を作りやすい。硬い炭素電極を用いるナトリウムイオン電池のテストにおいてNa⁺の溶媒選好性が性能におよぼす影響は明確でなく,Na⁺溶媒選好性がアノード表面の不働態化およびナトリウムイオン電池の全体性能におよぼす影響は小さい可能性が考えられた。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： *二次電池 ,  *電解質溶液 ,  *無機酸エステル ,  酸素複素環化合物 ,  *溶媒和物 ,  エレクトロスプレイイオン化質量分析 ,  赤外スペクトル ,  Ramanスペクトル ,  酸素17NMR ,  NMR【磁気共鳴】 ,  スペクトル ,  電気伝導率 ,  フルオロリン酸塩 ,  自由エネルギー ,  密度汎関数法 ,  核間距離 ,  イオン対 ,  炭素電極 ,  アノード ,  不動態化
準シソーラス用語： ナトリウム23NMR ,  ナトリウムイオン ,  *ナトリウムイオン電池 ,  リチウムイオン ,  ヘキサフルオロリン酸 ,  核磁気共鳴スペクトル ,  環状炭酸エステル ,  接触イオン対 ,  *炭酸エステル

分類 (4件)： 電極過程  (CB07040U) ,  非水溶液  (CB05040G) ,  分子化合物  (CE02000C) ,  二次電池  (YB04030K)

物質索引 (5件)： 炭酸エチルメチル ,  炭酸エチレン ,  炭酸ジエチル ,  炭酸ジメチル ,  炭酸プロピレン

タイトルに関連する用語 (5件)： ナトリウムイオン電池 ,  炭酸エステル ,  電解質 ,  溶媒和 ,  挙動