次世代リチウムイオンバッテリーの開発に貢献する物質の解析手法を開発

日産自動車株式会社と株式会社日産アークは、2016年5月16日、東北大学、物質・材料研究機構、高輝度光科学研究センター、科学技術振興機構との共同研究で、アモルファス(非晶質)シリコン酸化物(SiO)の原子配列構造を世界で初めて解明したことを発表した。

シリコン(Si)は従来のカーボン系材料より多くのリチウムを蓄えることができるため、次世代リチウムイオンバッテリーの電極材料として注目されている。しかし、周期的な構造をもつ結晶性シリコンは、充放電の繰り返しで結晶崩壊を起こし性能が低下してしまう。

これに対し、周期的な規則構造を持たないアモルファスシリコン酸化物は多くのリチウムを蓄えられる上に、結晶崩壊が起こりにくい長所をもつ。しかし、基本構造が不明のため、リチウムイオンバッテリーの性能向上を図る電極材料として期待されながら、これまで実用化、量産化には至らなかった。

今回の共同研究では、アモルファスシリコン酸化物の構造を原子レベルで明らかにする解析手法を開発した。新たな解析手法の組み合わせとシミュレーションにより、同物質が不規則な基本構造を生かしてリチウムを取り込み、その性能を高めていることがわかってきた。

今後、次世代リチウムイオンバッテリーの研究開発にこの解析手法を適用し、充放電時のアモルファスシリコン酸化物の構造を把握することが可能になる。大容量、長寿命のバッテリーの開発に貢献する技術として期待される。




日産自動車株式会社　ニュースリリース
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