2研究成果／次世代電池

R-15

2023

酸フッ化物Pb₂OF₂におけるフッ化物イオン拡散機構

アピールポイント

フッ化物イオン伝導体となり得る無機結晶の探索
【技術シーズ：第一原理計算／遷移状態探索】

課題

・フッ化物イオン二次電池は次世代二次電池の有力候補の一つ

・全固体電池化にはフッ化物イオン伝導性に優れた固体電解質の開発が不可欠

解決手段

・第一原理計算を用いた酸フッ化物Pb₂OF₂における欠陥形成エネルギーの評価とイオン伝導担体の決定

・遷移状態探索法を用いてPb₂OF₂におけるフッ化物イオン拡散の素過程の解明

成果・新規性

・酸フッ化物Pb₂OF₂では酸素サイト置換のフッ化物イオン（F^⋅_O）と格子間サイトのフッ化物イオン（F^'_i）が主要な点欠陥

・格子間機構によるフッ化物イオン伝導の移動エネルギー障壁は約0.18 eV

→ 格子間サイトのフッ化物イオン（F^'_i）は、拡散しやすい伝導キャリア

・計算方法：平面波基底PAW法、VASPコード

期待される市場・応用

・全固体フッ化物イオン二次電池

謝　辞：本研究は、科学研究費補助金新学術領域「複合アニオン化合物の創製と新機能」（16H06439、16H06440）において実施されたものである。