山本健太郎 人間・環境学研究科特定准教授（現：奈良女子大学准教授）、内本喜晴 同教授、陰山洋 工学研究科教授、三木秀教 トヨタ自動車株式会社主幹らの研究グループは、東京大学、量子科学技術研究開発機構、ファインセラミックスセンター、東京工業大学と共同で、リチウムイオン二次電池を超える次世代の二次電池として期待されている全固体フッ化物イオン二次電池用の新規インターカレーション正極材料の開発に成功しました。本研究ではペロブスカイト型酸フッ化物La1.2Sr1.8Mn2O7-δF2正極が200 mAh/gの高い容量、優れたサイクル特性および出力特性を示すことを見出しました。充放電機構を共鳴非弾性X線散乱など様々な分析技術を用いて多角的に解析した結果、La1.2Sr1.8Mn2O7-δF2正極は充電時に構造内で酸素分子結合を形成する（酸化物イオンの電荷補償を活用する）ことで、結晶構造から予想されるよりも遥かに多くのフッ化物イオンを可逆的に挿入可能にしていることを明らかにしました。得られた知見を活かすことで、さらに高容量のインターカレーション正極の開発が期待されます。
本研究成果は、2024年1月9日に、国際学術誌「Journal of the American Chemical Society」にオンライン掲載されました。
La1.2Sr1.8Mn2O7-δF2正極の充放電反応の模式図。
【DOI】
https://doi.org/10.1021/jacs.3c10871
【書誌情報】
Hidenori Miki, Kentaro Yamamoto, Hiroyuki Nakaki, Takahiro Yoshinari, Koji Nakanishi, Shinji Nakanishi, Hideki Iba, Jun Miyawaki, Yoshihisa Harada, Akihide Kuwabara, Yanchang Wang, Toshiki Watanabe, Toshiyuki Matsunaga, Kazuhiko Maeda, Hiroshi Kageyama, and Yoshiharu Uchimoto (2024). Double-Layered Perovskite Oxyfluoride Cathodes with High Capacity Involving O–O Bond Formation for Fluoride-Ion Batteries. Journal of the American Chemical Society.
