2022年度公募 seeds-2523 - 【東海】 実用化に資するプロセスで創出するリチウムイオン電池の結晶シリコン負極の開発
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VISION

ビジョン

結晶シリコンで実現する低コストで高容量・高サイクルなリチウムイオン電池

実用化が可能なプロセスで大量に新規ナノシリコンが作製できる

リチウム(Li)イオン電池は車載用や「Society 5.0」に向けた情報取得デバイスの自律分散化(IoT)に向けて必須なデバイスとして需要な年々高まっている。負極材料として高い理論容量密度(4200 mAh/g)を持つ結晶シリコン(Si)を応用することは実現すべき次世代の技術です(従来のカーボン材料は372 mAh/g)。しかし、、一番大きな課題がSiの膨張・収縮に伴い構造が壊れる(サイクル特性が劣化する)ことです。本研究はこの課題を解決するナノ構造を開発する。一方で、従来の作製方法だと、大量作製が難しいが、産業と親和性がよい、プロセスでナノ構造を実現を目指しています。

USE CASE

最終用途例

リチウムイオン電池

USE CASE 01IoTデバイス、電気自動車、ドローン

APPLICATION

APPLICATION

リチウムイオン電池の負極材料

リチウムイオン電池の高容量化には、負極材料の転換が求められています。ナノシリコン材料は従来のカーボンより9倍の容量特性があり、次世代技術として注目されています。

STRENGTHS

強み

ナノオーダーのシリコンを精密に制御しつつ、大量に作製できる技術

STRENGTHS 01

ワイヤーと細孔を組み合わせることで、膨張に耐えれる構造

本研究グループでは、ナノシリコンでリチウムイオン電池だけでなく、太陽電池や熱電変換素子などの、求められる構造が異なるデバイスへ応用を報告しています。本研究では、2件の特許を出願しています。

TECHNOLOGY

テクノロジー

シリコンウエハを何度も再利用可能なプロセス

TECHNOLOGY 01

再利用ウエハで同じナノシリコンが作製可能

従来技術では、ナノシリコン構造をシリコンウエハを用いて作製し、残ったシリコンウエハを再利用できませんでした。そのため、ナノシリコンのコストとして残ったシリコンウエハも加算されるため、産業化に向きませんでした。本研究では、一度ナノ構造を作製したシリコンウエハを用いて、同じナノ構造を形成することが可能で、コストの低減が可能です。

PRESENTATION

共同研究仮説

結晶シリコンでリチウムイオン電池の負極材料を実現しましょう。

共同研究仮説01

ナノシリコンの作製技術の産業化

ナノシリコンの作製技術や知財のノウハウ

本研究グループでは、ナノシリコンでリチウムイオン電池だけでなく、太陽電池や熱電変換素子などの、求められる構造が異なるデバイスへ応用を報告しています。本研究では、2件の特許を出願しています。我々の持つ技術を生かして、一緒に開発をしていただけるパートナを求めています。

EVENT MOVIE

イベント動画

RESEARCHER

研究者

加藤慎也 名古屋工業大学大学院(助教)
経歴

■学歴
2013年3月 東京工業大学大学院 理工学研究科                                              電子物理工学専攻 修了 (博士(工学))

■職歴
2013年~2015年12月 国立研究開発法人 科学技術振興機構

革新的エネルギー研究開発拠点形成事業 研究員
2016年1月~ 名古屋工業大学大学院 工学研究科

電気・機械工学専攻 助教”

研究者からのメッセージ

世界を先駆けたリチウムイオン電池の結晶シリコン負極の開発

シリコン材料のリチウムイオン電池の負極への応用は、近年特に注目されています。しかし、シリコンの特性を生かし切った技術提案はまだないのが現状です。世界に先駆けて、技術開発を行い、トップランナーとして業界を引っ張りましょう。