ポスト?リチウム蓄电池の开発に前进 マグネシウム蓄电池正极材料开発に向けて惭苍翱<sub>2</sub>を使いこなす

ポスト?リチウム蓄电池の开発に前进　マグネシウム蓄电池正极材料开発に向けて惭苍翱₂を使いこなす

2021年8月23日 10:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇金属材料研究所　教授　市坪哲

【発表のポイント】

昇温下での电気化学的惭驳イオン挿入により、拡散律速により室温では明瞭に见えなかった惭苍翱₂多形の相変态挙动を新たに浮き彫りにしました。
惭驳イオンの挿入?脱离を许容しつつも、构造的顽强さを维持するいくつかの构造体を発见しました。
第一原理计算の援用により、构造不安定ではあるが理想的なトポタクティック挿入が可能と予想される构造体を同定しました。
MnO₂をベースとする活物质を正极とするマグネシウム蓄电池の开発加速が期待されます。

【概要】

二酸化マンガン（惭苍翱₂）はアルカリ乾电池やリチウム电池の正极に用いられる身近な材料です。惭苍翱₂の结晶构造には、电池材料として広く使われてきたγ型以外にも、结晶多形と呼ばれるα、β、δ、λ型など、同组成の异なる构造が存在します。

东北大学金属材料研究所の畠山拓也氏（東北大学大学院工学研究科博士課程学生）および市坪哲教授らの研究グループは、ヘルムホルツ研究所ウルム?カールスルーエ工科大学のMaximilian Fichtner教授との共同研究により、拡散律速のために室温では十分に見られなかった反応を、中温域での電気化学反応により浮き彫りにしました。そして、いくつかのMnO₂の多形构造は、マグネシウムイオンの挿入が可能であり、挿入后も母构造を坚持できる（トポタクティック反応）という、惭苍翱₂の新たな侧面を発见しました。この発见により、惭苍翱₂をベースとする活物质を正极とするマグネシウム蓄电池の开発が加速するものと期待されます。

本成果は2021年8月18日に、Chemistry of Materials誌にオンラインで公開されました。