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研究内容
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
論文
- XIN, Xing, ITO, Kimihiko, DUTTA, Arghya, KUBO, Yoshimi. Dendrite-Free Epitaxial Growth of Lithium-Metal during Charging in Li-O2 Batteries. ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION. 57 [40] (2018)
- Chulho Song, Kimihiko Ito, Osami Sakata, Yoshimi Kubo. Operando structural study of non-aqueous Li–air batteries using synchrotron-based X-ray diffraction. RSC Advances. 8 [46] (2018) 26293-26299 10.1039/c8ra04855j Open Access
- Akihiro Nomura, Kimihiko Ito, Denis Y.W. Yu, Yoshimi Kubo. Gravimetric analysis of lithium-air batteries during discharge/charge cycles. Journal of Power Sources. 592 (2024) 233924 10.1016/j.jpowsour.2023.233924
会議録
- KAREN, Akiya, ITO, Kimihiko, KUBO, Yoshimi. TOF-SIMS Analysis of Lithium Reaction Products on Electrodes of Lithium Air Batteries. e-JOURNAL OF SURFACE SCIENCE AND NANOTECHNOLOGY. (2014) 75-78
口頭発表
- 柴田 大輔, 太田 俊明, 朝倉 清高, 伊藤 仁彦. 蛍光X線収量法による軟X線XAFSスペクトルにおける自己吸収効果の考察2. 第27回XAFS 討論会. 2024
- 伊藤 仁彦. リチウム空気2次電池の正極副反応生成物の分析. 2024年度 立命館大学SRセンター研究成果報告会. 2024
- 伊藤 仁彦. リチウム金属負極のSolid Electrolyte Interphase(SEI)の分析. 2024年度 立命館大学SRセンター研究成果報告会. 2024
所属学会
電気化学会, 応用物理学会
エネルギー・環境材料研究センター
Li金属電池の高性能化と動作中/新規分析法開発
Li金属負極,Li空気電池,Liイオン電池,オペランド分析
概要
現行Liイオン電池の性能限界を超越しうる低コスト・大容量蓄電技へのニーズは依然としてあり、様々な原理に基づいた正極の大容量化や、負極のLi金属化に挑戦が続けられている。寿命を律速する本質的要因を理解するため、正極反応を電池を動作させたままガス分析、X線回折、X線吸収分光法等の分析手法開拓を行っている。Li金属負極については、高純度Li金属を実現と並行して、充放電サイクルに伴う損失の少ない界面構造の実現を目指し、X線吸収分光の他、新たなLiの化学状態の分析手法の開発を行っている。
新規性・独創性
● 現行Liイオン電池の性能限界を超越しうるLi金属電池の実現
● 低コスト・大容量蓄電技へのニーズと実現障壁を低減する分析手法の開発
● 大容量充放電も可能な高純度・高密度Li金属負極の実現
● 電解液/Li金属界面層のLi化学状態を分析できる新手法の提案
内容
(研究例1)リチウム空気2次電池は酸素分子のレドックスそのものを正極反応として利用する蓄電技術であるが、充電時の過電圧が高く、寿命が短いという課題がある。レドックスメディエーターと呼ばれる電解液に溶解させる一種の触媒により過電圧を抑制できるが、反応効率は依然十分ではない。レドックスメディエーターの荷電状態をX線吸収分光で電池を動作させたまま分析することで、間接的に正極反応生成物上で副反応の詳細を探る研究を行っている。レドックスメディエーターが完全動作する時間をより長くする電解液指針を得られれば、蓄電池の長寿命化につながると期待される。
まとめ
酸素分子のレドックスを利用する正極における副反応を各種動作中分析を駆使して、抑制する技術創出に結び付け寿命を改善してゆく。また、高純度化したリチウム金属をベースに充放電の繰り返しに伴うリチウム損失の少ない構造を新たな分析手法も駆使して探索する。