高性能化に向けた電解液の数値設計が可能に

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2025-11-17

engineering

{'items': [{'key': 'evqtu', 'term': 'リチウムイオン電池', 'description': {'blocks': [{'key': '6toqo', 'text': '高エネルギー密度を有する二次電池の一種である。電子デバイスから電気自動車に至るまで幅広い用途で実用化されている。リチウムイオン電池の構成材料としては、正極にリチウム含有遷移金属酸化物を、負極に黒鉛を、電解液にリチウム塩を炭酸エチレンなどの有機溶媒に溶解させた電解液が一般的である。充放電時にはリチウムイオンが正極と負極間を移動し、脱溶媒和したリチウムイオンが正極や負極へ挿入脱離する。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '7fmr2', 'term': 'リチウムイオン化学ポテンシャル ', 'description': {'blocks': [{'key': '8llau', 'text': 'リチウムイオンの部分モルギブズエネルギーのことであり、ある系中（電解液中など）でリチウムイオンがどれだけ安定に存在しているかを示すものである。電解液中ではリチウムイオンには有機溶媒分子やアニオンが配位した状態（溶媒和構造）となっている。溶媒和構造によって、リチウムイオンの安定性、つまり化学ポテンシャルが異なる。例えば、有機溶媒やアニオンの配位力が強いほど、リチウムイオン化学ポテンシャルが低くなる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '25uo7', 'term': '脱溶媒和 ', 'description': {'blocks': [{'key': '1nnqo', 'text': 'リチウムイオン電池の充放電に伴い、正極や負極材料へ電解液からリチウムイオンが挿入する際に、リチウムイオンに溶媒和した電解液溶媒が外れる現象。脱溶媒和したリチウムイオンが層状の電極材料に挿入脱離する際の膨張収縮は小さいため、可逆性の高い充放電が可能となる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '1rb1t', 'term': '溶媒共挿入 ', 'description': {'blocks': [{'key': '2nb9n', 'text': 'リチウムイオン電池の充電時に、黒鉛負極にリチウムイオンと溶媒がともに挿入する現象。溶媒共挿入が起こると、黒鉛の膨張収縮が大きく、黒鉛層の剥離等により容量劣化を引き起こす。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'b9lj6', 'term': '固体電解質界面（SEI） ', 'description': {'blocks': [{'key': '487fc', 'text': 'リチウムイオン電池の負極表面に形成される不働態被膜の一種。初回充電時に電解液成分が負極上で犠牲的に還元分解することで、電子絶縁性かつリチウムイオン伝導性の表面被膜である固体電解質界面が形成される。その結果、電解液の還元分解や溶媒共挿入による黒鉛の剥離を抑制することができる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'dgcpp', 'term': 'マテリアルズインフォマティクス', 'description': {'blocks': [{'key': '6pf7f', 'text': 'AI（人工知能）やデータ解析の技術を活用して、新しい材料を効率的に設計・開発する手法のこと。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['isir']

['近藤靖幸', '山田裕貴']

今回の研究では単なる新材料の開発にとどまらず、リチウムイオン電池の充放電反応を支配する因子の理解を深めることができたと考えています。我々の研究が今後の電池研究開発を加速し、世の中のエネルギー・経済問題解決の一助になればと願っています。

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/image/photo_drwan_640.png

近藤 靖幸

助教

産業科学研究所

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/00c71bd70009ac7b.html