当社の荻原信宏、伊藤勇一、川内滋博が行った研究が、2026年の電気化学会技術賞（棚橋賞）を受賞しましたのでお知らせします。本賞は、電気化学および工業物理化学を基礎とする技術開発を行い、顕著な業績をあげた個人に対して贈られるものです。当社は今後も、基礎研究から実用化につながる技術開発まで幅広く取り組み、持続可能な社会の実現に貢献してまいります。

 

受賞者：荻原信宏、伊藤勇一、川内滋博

受賞テーマ：対称セルインピーダンス精密解析による電池用多孔体電極の抵抗成分可視化技術

 

技術概要：

リチウムイオン二次電池の性能は、電極内部で起こる電子・イオンの移動が電気化学反応の進み方に大きく左右します。しかし電極の内部は細かな孔が広がる複雑な多孔体構造をしており、どの抵抗成分が性能を制限しているのかを正確に見分けることは簡単ではありません。

本研究では、同じ状態の電極を対向させた「対称セル」と、「伝送線モデル」と呼ばれる数理的アプローチを組み合わせた独自のインピーダンス解析手法を確立しました。これにより、多孔質電極の内部に存在する複数の抵抗成分を個別に分離し、定量的に評価できるようになりました。電極を厚くしたときに出力が低下する仕組みを理論と実験の両面から明らかにしました。また、イオンの動きやすさを示す指標が低温での容量維持と相関することも示し、電池内部の反応の不均一性を予測する手がかりを与えました。さらに、電極の厚み方向に沿った反応の偏りまで表現できる新しいモデルを提案しました。これらの成果は、次世代リチウムイオン電池の高性能化と長寿命化に向けた設計指針につながります。

 

関連論文：

  1. Ogihara, N., Kawauchi, S., Okuda, C., Itou, Y., Takeuchi Y., Ukyo, Y. “Theoretical and Experimental Analysis of Porous Electrodes for Lithium-Ion Batteries by Electrochemical Impedance Spectroscopy Using a Symmetric Cell.” Journal of The Electrochemical Society 159 (2012): A1034–A1039. https://doi.org/10.1149/2.057207jes
  2. Ogihara, N., Itou, Y., Sasaki, T., Takeuchi, Y. “Impedance Spectroscopy Characterization of Porous Electrodes under Different Electrode Thickness Using a Symmetric Cell for High-Performance Lithium-Ion Batteries.” The Journal of Physical Chemistry C 119 (2015): 4612–4619. https://doi.org/10.1021/jp512564f
  3. Ogihara, N., Itou, Y., Kawauchi, S. “Ion Transport in Porous Electrodes Obtained by Impedance Using a Symmetric Cell with Predictable Low-Temperature Battery Performance.” The Journal of Physical Chemistry Letters 10 (2019): 5013–5018. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.9b01670
  4. Itou, Y., Ogihara, N., Kawauchi, S. “Role of Conductive Carbon in Porous Li-Ion Battery Electrodes Revealed by Electrochemical Impedance Spectroscopy Using a Symmetric Cell.” The Journal of Physical Chemistry C 124 (2020): 5559–5564. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b11929
  5. Ogihara, N., Itou, Y. “Mathematical Model Based on Staircase Structure for Porous Electrode Impedance.” Physical Chemistry Chemical Physics 24 (2022): 21863–21871. https://doi.org/10.1039/D2CP02502G