部品・材料

北陸先端科学技術大学院大学(JAIST):リチウムイオン2次電池耐久性を改善できるバインダー材料を発表

3月1日、北陸先端科学技術大学院大学(JAIST)は、アセナフテキノンと1,4-フェニレンジアミンとを酸触媒の存在下で重縮合したバインダー材料「BP-copolymer」がリチウムイオン2次電池の耐久性を改善できると発表した。研究成果は「ACS Applied Energy Materials」(米国化学会)オンライン版に2月17日に掲載された。

電池の性能低下の原因は色々あるが、負極材料がクラック形成を防ぎ、バッテリーの性能と寿命を向上できるバインダー材料の劣化は主要因の一つと考えられている。現在広く使われているバインダー材料PVDF(ポリフッ化ビニリデン)はまだ理想的ではない。

研究成果により、PVDF系のリチウムイオン2次電池は約500サイクルを経て、大きなクラック形成し、集電体から剥離し、電池の容量維持率は65%になった。実験用のBP系では約1700回サイクル後にも僅かなクラックの形成が観測されて、容量維持率は95%を示した。また導電性、ヤング率、引張強度、イオンの拡散係数、電極―電解質界面抵抗を低減する性能などいずれにも、実験用のBP系はPVDF系と比較して優れた結果を示した。

今後このバインダー材料「BP-copolymer」については、性能が高く、寿命が長いEV車用やスマホ用のバッテリーなど、優れた特性を有する蓄電デバイスを創出するとして、高容量負極材料へ適用することが期待されている。

詳しくは下記のURLから

JAIST :https://www.jaist.ac.jp/whatsnew/press/2021/03/01-1.html

米国化学会:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.0c02742

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