電流密度、寿命を飛躍的に改善し、大容量のリチウム金属電極を実現

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リチウムデンドライトを抑制する、カーボンナノチューブ負極部材を開発

2022-02-25 産業技術総合研究所

ポイント

  • リチウム金属と単層カーボンナノチューブシートを組み合わせた負極は、リチウムデンドライトの成長を大きく抑制
  • リチウム金属単独の負極に比べ5倍の電流密度と循環容量、20倍以上の寿命を実現
  • 単層カーボンナノチューブシートは量産可能で、次世代電池の実用化を加速

概要

国立研究開発法人 産業技術総合研究所(以下「産総研」という)ナノチューブ実用化研究センター 周 英主任研究員らは、日本ゼオン株式会社(以下「日本ゼオン」という)山岸智子研究員と共同で、スーパーグロース単層カーボンナノチューブ(SGCNT)を用いて作製したシートにより、リチウム金属の充放電時に発生するデンドライト(樹枝状結晶)を抑制する技術を開発した。この技術は高エネルギー密度で、大容量のリチウム金属電極(負極)の実用化に貢献する。

リチウムイオン二次電池において、リチウム金属は既存の負極材料(グラファイトなど)と比較して極めて高いエネルギー密度を持つ。しかし充放電時にリチウムデンドライトが成長することにより、電池の材料構造が破壊され、寿命に影響を与えることが従来の負極技術における課題であった。

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