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人・環境と物質をつなぐイノベーション創出 ダイナミック・アライアンス

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共同研究成果「廃棄物から高性能リチウムイオン電池負極材料を開発 -スマホ等の電池の高性能化に期待-」(東北大学多元研、大阪大学産研)

2017.02.21 成果 G2

 東北大学多元物質科学研究所の西原洋知准教授、京谷隆教授、大阪大学産業科学研究所の松本健俊准教授、小林光教授らの研究グループは、産業廃棄物のシリコン切粉を高性能なリチウムイオン電池負極材料にリサイクルする方法を開発しました。半導体産業や太陽電池用に大量のシリコンウエハが生産されていますが、生産量とほぼ同量の切り屑(シリコン切粉)が発生し、産業廃棄物となっています。本研究ではこのシリコン切粉を薄いナノフレーク状に粉砕すれば、高容量でなおかつ長寿命なリチウムイオン電池の負極材料になることを見出しました。さらに、このナノフレーク状シリコンは炭素と複合化することで更に性能と寿命が向上し、従来のリチウムイオン電池に使用されている黒鉛の約3.3倍の容量(1200 mAh/g)を、充放電を800回以上繰り返しても維持できることが分かりました。全世界でのシリコン切粉の発生量は、リチウムイオン電池負極材料の世界需要を上回っており、まさに理想的な資源です。産業廃棄物を原料に用いることに加えて、シリコン切粉のナノフレークへの粉砕や、その後の炭素との複合化には大量のシリコンでも処理できる簡便な方法を用いており、リチウムイオン電池への実装に繋がると期待されます。
 本研究は、「人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンス」 の一環として行ったものです。
 本成果は、2017年2月20日19時(日本時間)付けで Scientific Reports誌 にてオンライン公開され、共同プレスリリースされました。
プレスリリース本文(PDF)




関連リンク:
東北大学多元物質科学研究所
大阪大学産業科学研究所
物質・デバイス領域共同研究拠点(顕著業績概要)