アルカリイオン電池のための修飾ボランに基づくハロゲンフリー電解質【JST・京大機械翻訳】

Kushwaha Anoop Kumar; Jena Sushri Soumya; Jena Puru; Nayak Saroj Kumar

文献

J-GLOBAL ID：202202289603171052 整理番号：22A1160921

アルカリイオン電池のための修飾ボランに基づくハロゲンフリー電解質【JST・京大機械翻訳】

Halogen-Free Electrolytes Based on Modified Boranes for Alkali-Ion Batteries

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資料名：
巻： 126 号： 11 ページ： 5112-5121 発行年： 2022年
JST資料番号： W1877A ISSN： 1932-7447 CODEN： JPCCCK 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)

安全,効率的,低コスト,および高電圧再充電可能なアルカリ金属(Li,Na,およびK)イオン電池(AMIBs)の開発は,大きな興味の研究トピックである。この点における主な課題の一つは,速いイオン伝導性と大きな電気化学的安定性窓を有するハロゲンフリー固体電解質の設計である。密度汎関数理論を用いて,著者らは,修飾ボラン,YB_n-1H_n-(Y=C,Si;n=5~14)アニオン,およびそれらのそれぞれのアルカリ金属塩,すなわち,潜在的候補としてのMYB_n-1H_n(M=Li,Na,K)に基づく電解質の構造と性質を系統的に研究した。調べた全ての材料の中で,SiB_11H_12-アニオンから成るアルカリ金属塩が最良の候補であることが分かった。垂直脱離エネルギー(VDE=6.34eV)およびアニオンサイズ(1623.62Bohr3)により,SiB_11H_12-アニオンはCB_11H_12-アニオン(VDE=6.02eVおよびアニオンサイズ=1547.93Bohr3)の特性を上回り,これはLi-,Na-およびMg-イオン電池の優れた電解質であることが以前に見出された。これらの系の安定性,結合,および電子構造へのより深い洞察を,MYB_n-1H_n(M=Li,Na,K)塩の自然結合電荷,アニオン体積,および結合エネルギーを分析することによって得た。Li→Na→K塩からの移動において,ν_M+-B周波数モードは,対応するM+-B結合の赤方偏移と平均d_M+-B結合長の増加を示し,結合エネルギーの減少をもたらした。さらに,電荷分析は,MCB_11H_12中のC上の電荷が負(-0.66)であり,一方,MSiB_11H_12中のSi上の電荷は正(+1.05)であり,B原子上の電荷分布を変えることを示した。要するに,この研究は,MYB_11H_12型化合物が,AMIBsのための安全,非毒性,およびハロゲンフリー高電圧電解質の可能性を有することを示唆する。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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塩 , 気体燃料の輸送,供給,貯蔵

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