電力工学・電力変換・電気機器

リチウムイオン電池の発火事故を防ぐ、安全性の高い材料開発


稲田亮史 先生

豊橋技術科学大学 工学研究科 電気・電子情報工学専攻

どんなことを研究していますか?

スマートフォンやノートパソコンを使用中に発火する事故が起きています。原因は電源として使われているリチウムイオン電池です。リチウムイオン電池は、コンパクトで一度充電すれば長時間持つ利便性から、小型電子機器のバッテリーとして広く利用されており、最近では電気自動車用駆動電源にも使われるようになっています。この電池は、電解液の中で電極の正極と負極の間でリチウムイオンが行き交うことで、電流を発生します。その電解液が可燃性であり、過充電したときにショートしたりして破裂・発火事故に繋がっていました。

可燃性の有機電解液を、不燃性の固体電解質に置き換える

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私たちは、リチウムイオン電池の安全化、低コスト・高性能化を目的とする研究を進めています。まず現行リチウムイオン電池に使用されている可燃性の有機電解液を、不燃性で固体電解質に置き換える研究に取り組んでいます。全固体リチウムイオン電池と言います。この電池は、高エネルギー密度化と高い安全性を同時に達成することができ、究極の電池と言えます。またリチウムイオン電池の負極に使用されているグラファイトは低電位で作動するために、過充電してしまったとき、電極上にショートの一因となる金属リチウムを析出してしまう危険性があります。そこで、グラファイトに替わる安全かつ長寿命な新規負極材料の開発にも取り組んでいます。

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研究室にて

学生はどんなところに就職?

一般的な傾向は?
  • ●主な業種→電気・電子機器、電力、自動車、鉄道、電池、化学、材料など
  • ●主な職種→設計・製造・設備開発など
分野はどう活かされる?

電気・電子機器、電力、鉄道用電気設備、化学、電池の製造・開発に関連する業務等に、学んだことが活かされています。

先生から、ひとこと

理工系の研究(それ以外の分野の研究もそうですが…)では、答えがない問題に取り組むことがほとんどです。その際に重要なのは、基礎となる知識をしっかり体得しておくこと、「なぜ?どうして?」と常に考える探求心・好奇心を持ち続けることと思います。高校・大学で学ぶ基礎科目を通じて、必要な知識をしっかりと体得すべく精進してほしいと思います。

先生の学部・学科はどんなとこ

電気・電子情報工学課程/専攻は、(1)材料エレクトロニクスコース、(2)機能電気システムコース、(3)集積電子システムコース、(4)情報通信システムコースという4つのコースで構成されています。学部課程では、これらのコース全体で必須となる基礎科目を習得した後に、主に材料と電気・電子分野に重要な科目を習得するコースと、情報と電気・電子分野に重要な科目を学ぶコースという2つの大きなコースに分かれた後、上記の4つの工学分野に対応したコースを選択します。本課程/専攻は、国内外を通じてトップクラスの教育研究環境を有しており、大学院博士課程までの一貫した教育研究プログラムで、世界をリードする先端的技術者の育成を目指します。

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研究室のみなさん

興味がわいたら~先生おすすめ本

リチウムイオン電池物語

吉野彰:監修

電気エネルギーの効率利用・貯蔵技術として、二次電池・燃料電池に代表される電気化学エネルギーデバイスは近年非常に活発化している研究分野だ。その1つ、リチウムイオン電池の発明者である吉野彰先生が語る、研究開発から実用化に至るまでの苦難などのエピソードが、大変わかりやすく書かれている。リチウムイオン電池の重要性・将来性がわかる。 (CMC出版)


トコトンやさしい超伝導の本

下山淳一

「超伝導は100年以上前に発見された特異な物理現象であり、材料化後も約50年の歴史を持つも、未だに未来材料として期待され、また毎年、続々と新しい超伝導体が発見されています。今なお謎が多い(=夢が多い)研究課題です。」と語る、青山学院大学で超電導を研究する下山淳一先生の著書。超電導が生じるメカニズムや、超電導材料の種類、実際に世の中に応用する場合に期待されるメリットなどがイラストなどを用いながらわかりやすく解説されている。 (日刊工業新聞社)


本コーナーは、中高生と、大学での学問・研究活動との間の橋渡しになれるよう、経済産業省の大学・産学連携、および内閣府/総合科学技術・イノベーション会議の調査事業の一環としても、学校法人河合塾により、企画・制作・運営されています。
各先生の所属など、掲載されている大学(学部・学科ほか)の名称は、2020年1月段階の調べによります。実際の進路選択等に際しては、各大学のHP等で改めてご確認ください。

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