4Vで動作するレアメタルフリーな有機リチウムイオン電池、東北大が動作実証に成功
東北大学は3月11日、レアメタルを用いない有機レドックス(酸化還元)分子のリチウムイオン電池(LIB)正極材料応用を検討した結果、低分子の有機化合物である「クロコン酸」が4Vを超える高電圧領域で利用できることを見出し、有機リチウムイオン電池の高電圧動作を実証したと発表した。 同成果は、米・カリフォルニア大学ロサンゼルス校の勝山湧斗大学院生、東北大 多元物質科学研究所の小林弘明助教、同・本間格教授らの国際共同研究チームによるもの。詳細は、「Advanced Science」に掲載された。 リチウムイオン電池には、コバルトなどのレアメタルが用いられており、その資源の枯渇などといった観点から、レアメタルフリー正極材料の開発が必要とされている。その候補材料として近年注目されているのが、資源的制約がなく、多彩な材料設計が可能である上に、コバルトなどの無機材料と比べて軽く、容量密度を大きくすることがで
リチウムイオン電池の充放電を4分の1以下に高速化、産総研らが材料開発に成功
産業技術総合研究所が岡山大学らと共同で、リチウムイオン電池にチタン酸バリウム（BTO）から成るナノサイズの立方体結晶の誘電体を使用することで、充放電時間を従来と比較して4分の1に短縮することに成功。超高速な充放電を可能とする次世代電池の実現に貢献する成果だという。 産業技術総合研究所（産総研）は2022年2月21日、岡山大学らと共同で、リチウムイオン電池にチタン酸バリウム（BTO）から成るナノサイズの立方体結晶（ナノキューブ）の誘電体を使用することで、充放電時間を従来と比較して4分の1に短縮することに成功したと発表した。超高速な充放電を可能とする次世代電池の実現に貢献する成果だという。 一般にリチウムイオンは、電解液と電極の間を移動する際に生じる電気化学反応の抵抗が高いとされている。この移動抵抗を下げることができれば、電池の充放電時間を改善できる可能性がある。 そこで産総研では、リチウムイ
大阪府大、高エネルギー密度な全固体リチウム硫黄二次電池向け正極を開発
大阪府立大学(大阪府大)は10月28日、次世代蓄電デバイスとして期待される「全固体リチウム硫黄二次電池」の実現に向けて、硫化リチウム正極活物質の容量と固体電解質の分解耐性の関係を明らかにし、全固体リチウム硫黄二次電池向け正極の開発に成功したことを発表した。 同成果は、大阪府大 工学研究科 物質・化学系専攻の林晃敏教授、同・作田敦准教授、同・計賢博士(現・関西大学 特別任命助教)、同・藤田侑志大学院生、同・辰巳砂昌弘学長らの研究チームによるもの。詳細は、材料科学に関する学際的な分野を扱う学術誌「Advanced Functional Materials」に掲載された。 リチウムイオン電池を超す性能を発揮できる二次電池の開発が世界中で進められている。現行のリチウムイオン電池の改良型と言えるリチウム硫黄二次電池(Li-SB)は、正極および負極がそれぞれ軽量な硫黄とリチウムから構成されており、従来
東北大ら、マグネシウム蓄電池用正極複合材料開発
東北大学らの研究グループは、マグネシウム蓄電池の正極に適した硫黄系複合材料の作製に成功した。蓄電容量や充放電速度、サイクル特性などで高い性能が得られることを実証した。 蓄電容量や充放電速度、サイクル特性などで高い性能を実現 東北大学らの研究グループは2021年7月、マグネシウム蓄電池の正極に適した硫黄系複合材料の作製に成功したと発表した。蓄電容量や充放電速度、サイクル特性などで高い性能が得られることを実証した。 マグネシウム蓄電池は、エネルギー密度の高い蓄電池として期待されている。負極にマグネシウム金属、正極に硫黄を用いた蓄電池の理論エネルギー密度は約1700Wh/kgに達する。この値は、正極にコバルト酸リチウム、負極にグラファイトを用いたリチウムイオン電池の理論エネルギー密度（約370Wh/kg）を大幅に上回るという。 ただ、硫黄系正極には課題もあった。「作製する工程が煩雑」「硫黄やその
東北大ら、酸化物蓄電材料の酸素脱離現象を解明
東北大学と高輝度光科学研究センターの共同研究グループは、リチウムイオン電池に用いる酸化物正極材料から、酸素が抜ける現象を詳細に評価し、そのメカニズムを解明した。高い安全性が求められる次世代蓄電池への応用が期待される。 クーロン滴定法とX線吸収分光測定を組み合わせて評価 東北大学多元物質科学研究所の雨澤浩史教授と中村崇司准教授、木村勇太助教および、高輝度光科学研究センターの為則雄祐主席研究員と鶴田一樹研究員らによる共同研究グループは2021年6月、リチウムイオン電池に用いる酸化物正極材料から、酸素が抜ける現象を詳細に評価し、そのメカニズムを解明したと発表した。高い安全性が求められる次世代蓄電池への応用が期待される。 リチウムイオン電池では、酸化物正極材料（リチウム－遷移金属複合酸化物）から抜けた酸素が電解液などと反応し、蓄電池内部でガス発生や異常発熱などを引き起こすことが分かっている。しかし
Nature ハイライト：アニオンレドックス機構の妥当性確認 | Nature | Nature Portfolio
電池：アニオンレドックス機構の妥当性確認 2021年6月10日 Nature 594, 7862 これまで以上に大容量のリチウムイオン電池カソード材料の探求において、一部の遷移金属酸化物は、収容できるはずの量より多いリチウム原子を収容しているように思われる。つまり、そうした遷移金属酸化物材料は、特定の電圧において、遷移金属単独と結合し得る量のリチウムよりも多くのリチウムを取り込む。この現象は、格子中の一部の酸素原子がレドックス活性であるため、さらなるリチウム挿入が可能になるという、アニオンレドックス理論によって説明できるとされている。今回V Viswanathanたちは、高エネルギーX線コンプトン測定を用いてリチウム過剰系カソードを調べることによって、リチウム容量増大の原因となる電子軌道を発見し、可視化している。この結果は、アニオンレドックス機構を裏付ける決定的な証拠であり、カソード材料設
次世代電池の最有力候補｢全固体電池｣の現在地
コンテンツブロックが有効であることを検知しました。 このサイトを利用するには、コンテンツブロック機能（広告ブロック機能を持つ拡張機能等）を無効にしてページを再読み込みしてください。 ✕
資源性に富むカルシウムを用いた新たな電池材料を開発 -水素クラスターを含むフッ素フリー電解質が次世代電池開発を加速-
【本学研究者情報】 〇本学代表者所属・職・氏名：材料科学高等研究所・助教・木須 一彰 材料科学高等研究所・所長・教授・折茂 慎一 研究室ウェブサイト 【発表のポイント】 水素クラスター[用語１]を用いた新たなカルシウムイオン電池用の電解質を開発 "高いイオン伝導率"、"高い電気化学的安定性"、"フッ素フリー[用語２]"を兼ね備えたカルシウム電解液の作製に世界で初めて成功 この電解液を用いてカルシウムイオン電池の室温での安定動作を実証 資源性に富むカルシウムを用いた電池開発の加速に期待 【概要】 持続可能社会に向けた再生可能エネルギーの導入や電気自動車などの発展を背景として、電池容量がすでに理論的な限界に近づいているリチウムイオン電池に代わる高性能な蓄電デバイスの開発が急がれています。 東北大学 材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の木須一彰助教と折茂慎一所長、同大学 金属材料研究所の金相
超5Vリチウムイオン電池で実用レベルの安定作動
東京大学大学院工学系研究科のグループは、上限の作動電圧が5Vを超えるリチウムイオン電池を開発し、実用化レベルの長期安定作動が可能なことを確認した。 充放電を1000回繰り返しても、初期容量の93％を維持 東京大学大学院工学系研究科の山田淳夫教授と山田裕貴准教授、Ko Seongjae特任研究員らによる研究グループは2021年4月、上限の作動電圧が5Vを超えるリチウムイオン電池を開発し、実用化レベルの長期安定作動が可能なことを確認したと発表した。 リチウムイオン電池は、電気自動車（EV）などさまざまな用途で需要が拡大する。こうした中で、高出力化や高エネルギー密度化に対する要求も高まっている。高い電圧作動もその1つ。現状のリチウムイオン電池は上限作動電圧が4.3Vである。これを5V以上にする研究が20年以上も続けられているという。しかし、「充放電を1000回繰り返し行って初期容量の80％を維持
超5 Vリチウムイオン電池の実現－高電圧作動時の劣化を抑制－
１．発表者： Ko Seongjae（東京大学 大学院工学系研究科化学システム工学専攻 特任研究員） 山田 裕貴（東京大学 大学院工学系研究科化学システム工学専攻 准教授） 山田 淳夫（東京大学 大学院工学系研究科化学システム工学専攻 教授） ２．発表のポイント ◆従来のリチウムイオン電池（4.3 V）よりもはるかに高い5.2 Vを上限作動電圧とするリチウムイオン電池の長期安定作動を実現した。 ◆正極に含まれる炭素導電助剤と電解液中のアニオン（マイナスイオン）との副反応が、高電圧作動時の容量劣化を引き起こす主要因であることを明らかにした。 ◆独自に設計した“濃い”（高濃度）電解液を採用することで、高電圧作動時に起こるあらゆる副反応を抑制することに成功した。 ３．発表概要： リチウムイオン電池（注１）は、電気自動車やスマートグリッドなど、低炭素・持続可能社会の実現に不可欠なキーデバイ
1
リリース、障害情報などのサービスのお知らせ
最新の人気エントリーの配信
j次のブックマーク
k前のブックマーク
lあとで読む
eコメント一覧を開く
oページを開く
Researchers double lifespan of lithium nickel oxide cathode for EV batteries | Aju Press
Novel method of imaging silicon anode degradation may lead to better batteries | Penn State University