Elucidation of damage factors governing power generation lifetime of high capacity rechargeable batteries and development of accelerated degradation evaluation method

• Project/Area Number: 25K01125
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
• Research Institution: Tokyo City University
• Principal Investigator: 岸本 喜直 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (20581789)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白木 尚人 東京都市大学, 理工学部, 教授 (20298011) ; 天谷 賢治 東京科学大学, 工学院, 教授 (70251642)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2026: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2025: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 材料力学 / 材料評価 / 電池材料 / 疲労 / 逆問題

Outline of Research at the Start

リチウムイオン二次電池に代表される高容量の二次電池において，充放電を担う電極材に生じる損傷のプロセスと発電寿命に影響を与える損傷因子のふるまいを解明するとともに，長期間で起こる損傷の状態を短期間で再現できる加速劣化評価手法を開発する．具体的には，電極材に対する種々の温度帯の充放電疲労試験とＸ線ＣＴ解析，電気化学反応と応力場を連成させた数値シミュレーションの構築を行い，電極材に生じる損傷モードと発電能力の関係を理論的かつ定量的に取り扱う．これらの結果を総括して，電池の発電寿命に対する損傷因子の影響を系統的に検討可能な加速劣化評価手法としてまとめる．