有機溶液の結晶化ギャップにおける異常物性

• 研究課題/領域番号: 26708030
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: デバイス関連化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山田 裕貴 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (30598488)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円); 2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2015年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2014年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
• キーワード: 電気化学 / リチウムイオン電池 / 電解液 / 溶液化学 / 二次電池

研究成果の概要

本研究では、結晶化ギャップを発現するような高濃度リチウム塩有機電解液に着目し、その新物性の探索及び革新的二次電池用電解液としての応用展開を行った。高濃度有機電解液は、イオン伝導度が減少傾向となるため不利とされてきたが、本研究により二次電池電解液として有用な機能が複数見出された。特に重要なアルミニウム集電体（正極側）の酸化腐食抑制については、実験・理論計算の双方から詳細に検討し、溶液内配位状態を軸とした新たな電解液設計指針を提示するに至った。

研究成果

• [雑誌論文] Fire-extinguishing organic electrolytes for safe batteries (2018)
  • 著者名/発表者名: Jianhui Wang, Yuki Yamada, Keitaro Sodeyama, Eriko Watanabe, Koji Takada, Yoshitaka Tateyama, Atsuo Yamada
  • 雑誌名: Nature Energy 巻: 3 号: 1 ページ: 22-29
  • DOI: 10.1038/s41560-017-0033-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Superconcentrated electrolytes to create new interfacial chemistry in non-aqueous and aqueous rechargeable batteries (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yamada, Atsuo Yamada
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 46 号: 8 ページ: 1065-1073
  • DOI: 10.1246/cl.170284
  • NAID: 130005906914
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Developing New Functionalities of Superconcentrated Electrolytes for Lithium-ion Batteries (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yamada
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 85 号: 9 ページ: 559-565
  • DOI: 10.5796/electrochemistry.85.559
  • NAID: 130006063835
  • ISSN: 1344-3542, 2186-2451
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Superconcentrated electrolytes for a high-voltage lithium-ion battery (2016)
  • 著者名/発表者名: Jianhui Wang, Yuki Yamada, Keitaro Sodeyama, Ching Hua Chiang, Yoshitaka Tateyama, Atsuo Yamada
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 12032-12032
  • DOI: 10.1038/ncomms12032
  • NAID: 120006335663
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Corrosion Prevention Mechanism of Aluminum Metal in Superconcentrated Electrolytes (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yamada, Ching Hua Chiang, Keitaro Sodeyama, Jianhui Wang, Yoshitaka Tateyama, Atsuo Yamada
  • 雑誌名: ChemElectroChem. 巻: 2 号: 11 ページ: 1687-1694
  • DOI: 10.1002/celc.201500235
  • 査読あり
• [雑誌論文] Review-Superconcentrated Electrolytes for Lithium Batteries (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yamada and Atsuo Yamada
  • 雑誌名: J. Electrochem. Soc. 巻: 162 号: 14 ページ: A2406-A2423
  • DOI: 10.1149/2.0041514jes
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 2．高濃度電解液の特異性に基づく二次電池革新の可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田裕貴、山田淳夫
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 82 号: 12 ページ: 1085-1090
  • DOI: 10.5796/electrochemistry.82.1085
  • NAID: 130004714307
  • ISSN: 1344-3542, 2186-2451
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Superconcentrated electrolytes for non-aqueous and aqueous batteries (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yamada (invited), Atsuo Yamada
  • 学会等名: Workshop on lithium ion battery and next generation batteries among three important countries
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 溶媒和・イオン会合状態とSEI形成反応の関係 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山田裕貴、山田淳夫
  • 学会等名: 分子研研究会「電池の分子科学：理論と実験のインタープレイ最前線」
  • 招待講演
• [学会発表] 高濃度電解液の新機能開拓と蓄電池応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田裕貴
  • 学会等名: 電気化学会第84回大会
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都八王子市）
  • 年月日: 2017-03-25
  • 招待講演
• [学会発表] Superconcentrated electrolytes for a 5 V-class lithium-ion battery (2017)
  • 著者名/発表者名: Jianhui Wang, Yuki Yamada, Keitaro Sodeyama, Ching Hua Chiang, Yoshitaka Tateyama, Atuso Yamada
  • 学会等名: International Battery Association 2017 (IBA 2017)
  • 発表場所: 奈良春日野国際フォーラム（奈良県奈良市）
  • 年月日: 2017-03-05
  • 国際学会
• [学会発表] Superconcentrated electrolytes for lithium batteries (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yamada, Atsuo Yamada
  • 学会等名: 41st International Conference & Expo on Advanced Ceramics (ICACC 2017)
  • 発表場所: デイトナビーチ（アメリカ）
  • 年月日: 2017-01-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 高濃度電解液の特徴と非水系及び水系二次電池への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田裕貴
  • 学会等名: 2017年度第2回関西電気化学研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 非水系及び水系高濃度電解液の特異性と二次電池応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田裕貴、山田淳夫
  • 学会等名: 電池技術委員会 第100回新電池構想部会記念講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 高濃度電解液を用いた5V級リチウムイオン電池 (2016)
  • 著者名/発表者名: Jianhui Wang, 山田裕貴, 袖山慶太郎, Ching Hua Chiang, 館山佳尚, 山田淳夫
  • 学会等名: 第57回電池討論会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-11-29
• [学会発表] Corrosion Prevention Mechanism of Aluminum Metal in Superconcentrated Electrolytes (2016)
  • 著者名/発表者名: Ching Hua Chiang, Yuki Yamada, Keitaro Sodeyama, Jianhui Wang, Yoshitaka Tateyama, Atsuo Yamada
  • 学会等名: 18th International Meeting on Lithium Batteries (IMLB 2016)
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ）
  • 年月日: 2016-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] Superconcentrated Electrolytes for a High-Voltage Lithium-Ion Battery (2016)
  • 著者名/発表者名: Jianhui Wang, Yuki Yamada, Keitaro Sodeyama, Ching Hua Chiang, Yoshitaka Tateyama, Atsuo Yamada
  • 学会等名: 18th International Meeting on Lithium Batteries (IMLB 2016)
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ）
  • 年月日: 2016-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] Superconcentrated electrolytes for lithium batteries (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yamada, Atsuo Yamada
  • 学会等名: GREEN 2015
  • 発表場所: Nantou, Taiwan
  • 年月日: 2015-12-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Suppression of aluminum corrosion in highly concentrated electrolyte (2015)
  • 著者名/発表者名: Ching hua Chiang, Yuki Yamada, Keitaro Sodeyama, Jianhui Wang, Yoshitaka Tateyama, Atsuo Yamada
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] 高濃度化によるアルミニウム集電体腐食抑制機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田裕貴, Ching Hua Chiang, 袖山慶太郎, Jianhui Wang, 館山佳尚, 山田淳夫
  • 学会等名: 第56回電池討論会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター、愛知県名古屋市
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] 高濃度電解液中における界面反応速度論 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉本裕樹, 山田裕貴, Jianhui Wang, 山田淳夫
  • 学会等名: 第56回電池討論会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター、愛知県名古屋市
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] Concentrated Electrolytes for Advanced Lithium-Ion Batteries (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yamada, Atsuo Yamada
  • 学会等名: 8th International Conference on Materials for Advanced Technologies(ICMAT 2015)
  • 発表場所: Singapore, Singapore
  • 年月日: 2015-07-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] LiFSA 系超高濃度電解液中における高速電極反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田裕貴, Jianhui Wang, 杉本裕樹, 川上麗子, 菊池圭輔, 山田淳夫
  • 学会等名: 第55回電池討論会
  • 発表場所: 京都国際会館、京都府
  • 年月日: 2014-11-19
• [学会発表] 超高濃度電解液を用いた高電圧リチウムイオン電池 (2014)
  • 著者名/発表者名: Jianhui Wang, 山田裕貴, Chiang Ching Hua, 山田淳夫
  • 学会等名: 第55回電池討論会
  • 発表場所: 京都国際会館、京都府
  • 年月日: 2014-11-19
• [学会発表] EC-free superconcentrated electrolytes for advanced lithium-ion batteries (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yamada, Keitaro Sodeyama, Jianhui Wang, Keizo Furukawa, Yoshitaka Tateyama, Atsuo Yamada
  • 学会等名: 226th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 2014-10-07
• [学会発表] A superconcentrated electrolyte for fast-charging and high-voltage lithium-ion batteries (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Yamada, Keitaro Sodeyama, Jianhui Wang, Keizo Furukawa, Keisuke Kikuchi, Makoto Yaegashi, Yoshitaka Tateyama, Atsuo Yamada
  • 学会等名: 65th Annual Meeting of ISE
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 2014-09-02
• [備考] 東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻山田・大久保研究室ホームページ
  • URL: http://www.yamada-lab.t.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] 東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻山田・大久保研究室ホームページ
  • URL: http://yamada-lab.t.u-tokyo.ac.jp/member/yukiyamada/
• [備考] 山田・大久保研ホームページ
  • URL: http://yamada-lab.t.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://yamada-lab.t.u-tokyo.ac.jp/lab/member/yukiyamada/