日本工業大学のベースにあるのは、地に足のついた技術を新たな価値創造に生かす「実工学」。将来の新基盤技術をけん引する大学として、平成29年度には、私立大学研究ブランディング事業「次世代動力源としての全固体電池技術の開発と応用」が採択された。安全で高性能の全固体電池の開発により、省エネルギー・地球環境維持に寄与するとしている。

 分散型社会の発展には動力源の高出力化、長寿命化、低環境負荷化、安全性向上が不可欠。そのために現在主流のリチウム電池の大型化が必要だが、有機電解液が多く用いられ発火の危険性がある。一方、全固体電池は、正極・電解質・負極の全部材が不燃性固体のため、安全で高いエネルギー密度と出力を備えた次世代の高性能蓄電池と期待されている。

全固体電池ではリチウムイオンが固体電解質と正極の間をまたいで移動するが、固体電解質と正極間の界面抵抗が大きいと高速充放電が困難になる。今回の研究では、界面抵抗発生メカニズム解明と抵抗低減に取り組む。

 また、大出力を生むには高電圧・大電流を可能とする材料開発が必要。そのために、ベイズ推定などの機械学習を取り入れた物質合成を行う。これにより、従来1年かかった合成条件の最適化を1か月で実現するとしている。

 さらに、全固体電池実用化のためのプロセス技術の検討と、プロトタイプの全固体電池作製による性能評価を行い、蓄電池としての優位性を実証する。

 今後、上記の低抵抗固体材料界面形成(Science)、機械学習を利用した新規材料開発(Mathematics)、プロセス技術検討と全固体電池の性能評価(Engineering)の3項目について研究を進め、これまで「ローテク」とされてきた電池開発分野に「Science」と「Mathematics」を取り入れて蓄電池技術開発にイノベーションをもたらし、若者に夢を与え理工系人材の増加に資するとしている。

参考:【日本工業大学】文部科学省 平成29年度私立大学研究ブランディング事業採択 次世代動力源としての全固体電池技術の開発と応用

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大学ジャーナルオンライン編集部

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