３次元多孔電極による力学場制御と金属リチウム負極の高出力化

• 研究課題/領域番号: 24K01612
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分36020:エネルギー関連化学
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 山田 博俊 長崎大学, 総合生産科学研究科(工学系), 准教授 (10359961)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2026年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2025年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2024年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: 金属リチウム負極 / 力学場 / 短絡 / 固体電解質

研究開始時の研究の概要

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