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2295：荷主研究者：2020/07/01(水) 20:06:47: https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00556320?isReadConfirmed=true
2020/4/28 05:00　日刊工業新聞
リチウム電池の劣化抑える　東北大と住化、アルミ負極を開発

イメージ図（同大研究所の発表資料から）

　東北大学金属材料研究所と住友化学の研究グループは、リチウムイオン二次電池の高性能化に向け、充放電時の劣化を抑えるアルミニウム負極を開発した。高純度アルミニウムのみを負極材料とし、充放電時の体積膨張・収縮を制御する。電池の高容量化や製造工程の簡素化につながる。次世代型として期待される全固体電池にも適用できる可能性がある。住友化学は３年後までに試作品の顧客評価、将来は数百億円規模の事業に育てたいとする。

　リチウムイオン二次電池の高容量化のため、従来の炭素系材料の数倍のエネルギーを蓄えられる金属系材料を使う負極の開発が進む。だが、金属系材料は充放電時に２―４倍に膨張・収縮し、内部の電極構造が崩れてしまう。

　研究グループは、高純度アルミニウム箔（はく）の硬さを最適化し、リチウムイオンを全面で均一に受け入れられるようにした。

　リチウムイオンを取り込むとアルミニウムとリチウムの化合物ができるが、表面はリチウム比率が高く、深部は低くなる。このため深部のアルミニウムが表面に一様に押し上げられ、厚み方向のみに膨張し、充電が進む。

　放電時は、表面からリチウムイオンが放出されて多孔構造のアルミニウムとなり、次の充電でも効率的にリチウムイオンを取り込める。

　底部のアルミニウムは変化せず、電流を集め電極構造を維持する層として機能する。従来の負極はリチウムイオンを蓄える炭素系材料と電流を集める銅との積層構造だったが、新負極は両役割を果たす一体型となり、製造工程の環境負荷やコストを低減できる。

(2020/4/28 05:00)

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