東北大学
学際科学フロンティア研究所

新領域創成研究部

在職期間: 2013.4-2018.1

梶田 徹也Tetsuya Kajita

助教物質材料・エネルギー

メンター教員
准教授
伊藤 隆(学際科学フロンティア研究所)
研究分野 電気化学、電池材料、超伝導材料
主な研究テーマ
  • 次世代二次電池負極材料の創製
所属学会 電気化学会、応用物理学会
研究概要  

近年、電力危機により、エネルギー材料に非常に注目が集まっています。特にLi二次電池材料の分野への注目度は、携帯型電子機器の一般化から、ハイブリッド自動車、電気自動車の普及、大規模電力貯蔵を見据え非常に高くなっています。Li二次電池の研究開発における成果は量、質ともに目覚ましく、産学官を巻き込んで世界中で研究開発が行われております。しかしながら、同時にLiイオン二次電池の性能限界も見えてきました。新たなコンセプトの二次電池の研究開発に早急に取り組む必要があります。

最近では、LiイオンではなくMgイオン、Naイオンを用いたポストLiイオン二次電池の研究が注目を集めています。しかし、正極材料に関する研究がほとんどであり、負極の研究は進んでいません。Liイオン二次電池の負極では、その充放電サイクル特性、充放電電位、充放電容量、高い電気伝導率からグラファイトが選ばれていますが、Naイオン、Mgイオンを用いた場合では負極としてグラファイトは使えません。次世代二次電池の実用化のためには、負極材料の創製を行うことがキーとなります。一方、二次電池における固液界面における電気化学反応現象は非常に複雑であり、その詳細は明らかにされていません。固液界面では、複数の化学反応が起きるため、電気化学反応前後の比較のみでは、十分な知見が得られません。したがって、これら固液界面での電気化学反応現象を明らかにするには、電気化学反応中に何が起きているかin-situにて知る必要があります。本研究では、次世代二次電池負極材料を創製すると共に、電気化学反応での固液界面に注目し、in-situ XRD, in-situ Raman,インピーダンス測定を行います。次世代二次電池での固液界面での詳細な電気化学反応現象を明らかにし、負極材料創製にfeedbackし、測定と材料創製を融合させた学際研究を行います。

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