急速充電性能を向上させるMOF負極材料開発に成功

当社の荻原信宏らが行った研究が Nature Communications に掲載されました。

リチウムイオン二次電池の需要拡大にともない、急速充電性能の向上が求められています。実現するためには、電極材料内部における電子やリチウムイオンの流れを速くすることが課題となっています。本研究では、機械学習を用いて複数の有機骨格を組み合わせた金属有機構造体（MOF: Metal Organic Frameworks）の最適な組成を探索し、スプレードライ法でナノフレーク合成を行うことで歪んだ結晶構造を形成しました。
その結果、構造体の分子振動が抑えられ内部の電子移動およびリチウム拡散が促進し、急速充電性が高まることが明らかになりました。さらにデバイス評価では長寿命性能を確かめました。提案した材料は、充電性能の向上による低抵抗化によって発熱損失を抑えるだけでなく、資源リスクが少ないため製造時のエネルギー消費も低く抑えることができるなど、カーボンニュートラルへの貢献も期待されます。

タイトル: Heterogeneous Intercalated Metal-organic Framework Active Materials for Fast-charging Non-aqueous Li-ion Capacitors
著者: Ogihara, N., Hasegawa, M., Kumagai, H., Mikita, R., Nagasako, N.
掲載誌: Nature Communications
掲載日: 2023年3月16日
https://doi.org/10.1038/s41467-023-37120-9