| 研究課題/領域番号 |
16H06368
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
反応工学・プロセスシステム
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
野田 優 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50312997)
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| 研究分担者 |
門間 聰之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10277840)
山田 裕貴 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30598488)
獨古 薫 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70438117)
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| 研究期間 (年度) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| キーワード | リチウムイオン電池 / 高エネルギー密度 / 材料プロセス / 三次元界面 / 可逆的構造変化 / カーボンナノチューブ / 窒化ホウ素ナノチューブ / 低環境負荷 |
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| 研究成果の概要 |
高エネルギー密度蓄電池への高い社会要請に応えるべく、新規な電池アーキテクチャとその製造プロセスを提案し開発した。シリコンや硫黄等の高容量活物質は多量のリチウムイオンを出し入れして大きく体積変化するため、良導電性で柔軟なカーボンナノチューブスポンジ膜に保持した電極により可逆動作を実現した。正極と負極の一方が膨張するとき他方は収縮するため、全体で体積を一定に保ち安定動作させる全電池「ソフト電池」を開発し、高エネルギー密度を実現した。
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| 自由記述の分野 |
反応工学、材料プロセス、カーボンナノチューブ合成、エネルギーデバイス
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
自動車等の電動化や再生可能電力の平準化に向けて蓄電池のエネルギー密度向上が強く望まれている。全固体電池のように堅牢さで安全性を担保する考えが主流だが、堅牢なセパレータを薄く軽く作るのは容易ではない。高エネルギー密度電池では電極の体積変化が不可避であり、柔軟な電極からなる安定な二次電池という真逆の電池アーキテクチャを実証、学術的意義が大きい。集電体に炭素、正極に硫黄、負極に珪素やリチウムという軽元素を用いた本二次電池は資源面にも優れ、社会的意義も大きい。
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