リチウムイオン電池を高機能化する技術の開発に成功…充放電特性をナノスケールで画像化

エコカー EV
ナノ電気化学セル顕微鏡の概要図
ナノ電気化学セル顕微鏡の概要図 全 1 枚 拡大写真

東北大学原子分子材料科学高等研究機構の末永智一教授、高橋康史助教、熊谷明哉助教らの開発チームは、電池材料表面の充放電特性をナノスケールで画像化する「ナノ電気化学セル顕微鏡(NanoSECCM)」の開発に成功した。

今回NanoSECCMを活用して、市販のリチウムイオン2次電池の正極材料を測定、ナノスケールの空間分解能で、10ミリ秒間隔で連続的に画像化した。電極表面の充放電特性をナノスケールで画像化したのは世界でも初めて。今後、高機能なリチウムイオン2次電池の開発指針を示すことが見込まれる。

リチウムイオン2次電池の正極は、混合材料で構成するため、電極内部特性や、電極表面の構造が不均一で、これが電池性能にも影響する。

不均一性をナノスケールで画像化、形成原因を解明できれば、高速で充放電が可能な長寿命電池の開発につながる可能性がある。

従来の電気化学測定法では、試料全体を電解液に浸ける必要があり、高い空間・時間分解能で局所的な充放電特性を評価することは困難だった。

新たに開発したナノ電気化学セル顕微鏡(NanoSECCM)では、先端の太さが数10ナノメートルのピペットに電解液を充填し、先端を電池材料表面に一定のところまで近づけると、それらの間のわずかなすき間が電解液によってつながり、局所的に電気化学反応が起きる場を形成する。この技術によって、リチウムの挿入脱離に伴う電流など、局所的な電気化学計測が可能となった。

今回の成果は、11月17日(現地時間)に英国科学誌「ネイチャー・コミュニケーションズ」オンライン版に掲載された。

《レスポンス編集部》

【注目の記事】[PR]

ピックアップ

レスポンス公式TikTok

教えて!はじめてEV

アクセスランキング

  1. 日産『スカイライン』次期型、V6ツインターボ搭載で420馬力なるか⁉…今週の土曜ニュースランキング
  2. 【ジープ アベンジャー4xeハイブリッド 新型試乗】ゆったりとしたBEVに対し“小気味いい”走りに好感…島崎七生人
  3. これが日産『スカイライン』次期型だ! V6ツインターボをハイブリッド化で、最大420馬力
  4. 『ムーヴ』『タント』をスタイリッシュにローダウン! ブリッツの車高調キット「DAMPER ZZ-R」シリーズがリニューアル
  5. これがレクサス『UX』次期型の顔だ! ハイブリッド継続で2026年内に登場か
ランキングをもっと見る

ブックマークランキング

  1. ホンダ「2026ビジネスアップデート」…次世代HV15車種投入、2029年度営業利益1兆4000億円
  2. 「電気バス」でつながる聖地・高野山、導入の裏にあった合理的な理由
  3. ボルボ・トラック、新パワートレイン発表…EVは航続700km実現
  4. 「ヤンチャEV」「欲しいぃぃ」ホンダの小型EV『スーパーワン』発売にSNS興奮!約340万円の価格に「安すぎる」の声も
  5. アウディA5シリーズにPHEVモデル追加、EV走行最長110kmを実現…1151万円から
ランキングをもっと見る