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J-GLOBAL ID：202202260431592524   整理番号：22A0707269

電池電極における正方形-スキーム電気化学【JST・京大機械翻訳】

Square-Scheme Electrochemistry in Battery Electrodes

著者 (4件)： Okubo Masashi (Department of Electrical Engineering and Bioscience, School of Advanced Science and Engineering, Waseda University, Japan) ,  Kawai Kosuke (Department of Electrical Engineering and Bioscience, School of Advanced Science and Engineering, Waseda University, Japan) ,  Ma Zihan (Department of Chemical System Engineering, School of Engineering, The University of Tokyo, Japan) ,  Yamada Atsuo (Department of Chemical System Engineering, School of Engineering, The University of Tokyo, Japan)
資料名： Accounts of Materials Research  (Accounts of Materials Research)
巻： 3  号： 1  ページ： 33-41  発行年： 2022年 
JST資料番号： W6385A  ISSN： 2643-6728  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 持続可能な発展は,実質的な技術的進歩なしに達成できない。例えば,柔軟な電力管理は,先進エネルギー貯蔵/変換技術によるスマート電力ソーシングを必要とする。太陽や風などの再生可能エネルギー源で観測される突然の電力スパイク/ドロップの修復は,マイクログリッドに統合される場合,高出力エネルギー貯蔵システムを使用する迅速な負荷レベルを必要とする。電気化学エネルギー貯蔵装置は,電気および化学エネルギーを効率的に変換し,それは分散電源として潜在的に機能できる。これらの中で,リチウムイオン電池は,トポケミカルインターカレーション化学に基づく比較的高いエネルギー密度とエネルギー効率を有する現在のデファクト標準であり,それによって,ゲストリチウムイオンは,同時レドックス反応と最小構造変化で可逆的にインターカレートされる。しかし,それらのエネルギー密度,電力密度,ライフサイクルコスト,暦寿命,および安全性は,広範な使用のために不満足である。貯蔵容量が最大になると,不安定な深い充電/放電状態が生成される結果として,高いエネルギー密度の電池を開発するために,その後の不可逆相転移または化学反応が多くの場合発生する。可逆電極反応とその後の不可逆相転移の組合せは,100%Coulomb効率で大きな電圧ヒステリシスを特徴とする充電/放電曲線を時々引き起こす。大きい電圧ヒステリシスはエネルギー効率を著しく劣化させるので,反応メカニズムを明らかにすることはエネルギー損失を緩和するのに第一に重要である。このアカウントでは,熱力学的および速度論的過程の両方を含む項「正方形スキーム」によって一般化された,明確で可逆的な電荷/放電反応を包括的に議論した。正方形スキームの解析に遭遇する困難は,エネルギー効率的で非効率なプロセスの両方が共存し,互いに競合し,後者が時間依存現象を含むことである。ここでは,定電流充電/放電,定電流間欠滴定法(GITT),定電位間欠滴定法(PITT),および定電流/定電圧(CC-CV)充電/放電を含む,いくつかの電気化学的条件下で,速度論的正方形-スキーム電極に対する理論モデルおよび解析的表現を提供した。。” 著者らは,定電流充電/放電,定電流間欠滴定法(GITT),定電位間欠滴定法(PITT),および定電流/定電圧(CC-CV)充電/放電を含む。解析モデルの妥当性を2つの典型的な正方形スキーム電極:Na_1-xTi_0.5Co_0.5O_2とNa_2-xMn_3O_7に対して確認した。ナトリウムイオン電池カソード材料であるNa_1-xTi_0.5Co_0.5O_2は遷移金属酸化/還元後に高スピンと低スピン状態間の相転移を受け,一方,大きな容量酸素レドックスカソード材料であるNa_2-xMn_3O_7は酸化物イオン酸化後のO-O結合形成と過酸化物還元後のO-O結合開裂を示し,両者は大きな電圧ヒステリシスを誘起した。このアカウントは,大量の電圧ヒステリシスが,深い充電または放電で不可逆化学反応を受ける大きな容量または高電圧を有する任意の電極材料内で起こり得る,正方形スキームの定量的解析の重要性を強調する。このような寄生エネルギーを消費する変換は,数時間または数日にわたってゆっくり進行し,エネルギー効率的で安定した電池システムを実現するために注意深く避けるべきである。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 相転移 ,  電圧 ,  電位 ,  電流 ,  放電 ,  電力 ,  *電極 ,  酸素 ,  充電 ,  酸化還元反応 ,  電極材料 ,  エネルギー密度 ,  *電気化学 ,  可逆反応 ,  リチウムイオン電池

分類 (2件)： エネルギー貯蔵  (LC02000F) ,  二次電池  (YB04030K)

タイトルに関連する用語 (4件)： 電池 ,  正方形 ,  スキーム ,  電気化学