Controlled Mechanical Field by 3D Porous Structure for High-Power Lithium Metal Electrode

• Project/Area Number: 24K01612
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36020:Energy-related chemistry
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 山田 博俊 長崎大学, 総合生産科学研究科(工学系), 准教授 (10359961)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2026: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2025: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2024: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
• Keywords: 金属リチウム負極 / 力学場 / 短絡 / 固体電解質

Outline of Research at the Start

高エネルギー密度の蓄電池として，固体電解質と金属リチウム負極を組み合わせた全固体リチウム電池が期待されているが，固体電解質内部にリチウムが析出・貫通し短絡する。研究代表者は，これまで電極の力学場がリチウムの電極電位に影響を及ぼすことを明らかにし，リチウムの析出場を制御する三次元多孔構造電極を着想した。本研究では，実用に資する電極の開発を目指し，三次元多孔電極内の力学・電気化学特性を解明する。具体的には次の3つの課題に取り組む。
(i) 三次元多孔構造内でのLiの溶解・析出機構の解明
(ii) 三次元多孔電極構造の最適化
(iii) 電極内での応力場およびリチウム輸送の解析