| 研究課題/領域番号 |
22K19087
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
山田 裕貴 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (30598488)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
|
|---|
| キーワード | リチウムイオン電池 / 安全性 / 水系電解液 / 水和融体 / 黒鉛 / 界面 / 黒鉛電極 / インターカレーション / 疎水化 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
現在のリチウムイオン電池では、電解液として可燃性の有機溶媒系を用いており、火災事故の原因となっている。このような状況を鑑み、本研究では、リチウムイオン電池の電解液を有機溶媒系から水系に置き換えることを目的とする。この目的達成のため、負極反応となる黒鉛電極へのリチウムイオン挿入反応を可能にする水系電解液及び電極/電解液界面の設計を行う。本研究が成功すると、火災リスクを最小化した水系リチウムイオン電池の実現が可能となり、火災事故が許されない新規用途への応用が大きく拡大する。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、リチウムイオン電池に使用されている電解液を可燃性の有機溶媒系から難燃性で安全性の高い水系に置き換えることを目的とした。この目的達成のためには、非常に強い還元力をもつ黒鉛負極の表面において、水の還元分解反応（水素発生反応）を抑制することが必要である。本研究では、特殊な水分子の状態を有する水和融体電解液を使用することに加え、黒鉛表面を疎水的な有機電解液および高分子膜で被覆するという手法が水分解抑制に有効であることを示した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水系電解液は、二次電池だけでなく、キャパシタや各種電解反応でも広く用いられており、本研究で見いだされた水分解抑制手法は、さまざまな電気化学反応の可能性を広げる重要な意義がある。また、高性能の水系リチウムイオン電池が実現すれば、電池に起因する発火事故のリスクを大幅に下げることができ、リチウムイオン電池の更なる用途拡大につながる。
|
