| 研究課題/領域番号 |
18K19129
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
中山 将伸 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10401530)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| キーワード | ラプラス変換インピーダンス法 / 充放電非対称性 / リチウムイオン電池 / Li金属電極 / 抵抗解析 / 脱溶媒和抵抗 |
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| 研究成果の概要 |
蓄電池の充電・放電過程における抵抗をラプラス変換インピーダンス法により分離し、電池電極反応の最適化指針を提案した。特に金属Li負極の実用化を妨げる大きな要因であるデンドライトが関係する脱溶媒和抵抗について検証した。直流分極法に更にラプラス変換インピーダンス法により実験的に脱溶媒和抵抗と溶媒和抵抗には非対称性が存在することを示した。実験結果の解析により一般的に大きなエネルギーロスを生じると考えられている脱溶媒和抵抗より、溶媒和抵抗の方が大きな抵抗を有することを明らかにした。また、充電時のみ起こるデンドライトは、充電時の脱溶媒和抵抗が大きい程抑制されることを示した。
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| 自由記述の分野 |
無機固体化学、固体イオニクス
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
環境・エネルギー問題の解決に結びつく高性能蓄電池の製作のために、これまでほとんど研究の行われてて来なかった、充電と放電の抵抗分離を実施した。実用電池に用いられている LiMn2O4正極材料や、次世代電池の候補である金属リチウム負極材料に対して、特に検証を行った。特にリチウム金属負極では、これまで直感的に脱溶媒和反応が律速と考えられてきたが、今回の測定では逆反応の溶媒和反応が律速となることが示された。以上から、金属リチウム負極の利用には脱溶媒和抵抗の増加と溶媒和抵抗の減少という非対称な反応制御をする指針を得ることができた。
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