【名城大学】半導体負極の界面制御により高容量かつ長寿命なLiイオン電池を実現－全固体電池負極への展開を期待－

名城大学カーボンニュートラル研究推進機構 次世代バッテリーマテリアル研究センターの内田儀一郎 教授(電子工学)、理工学部電気電子工学科 大前知輝 大学院生、藤掛大貴 学部生らは高容量化が期待できるゲルマニウム（Ge）半導体と劣化に強いカーボン（C）を巧みに組み合わせ、プラズマ技術で界面を制御することにより、電池の高容量かつ長寿命を実証しました。この研究成果は2024年2月23日にオープンアクセスの国際学術誌「Applied Physics Express」(https://doi.org/10.35848/1882-0786/ad2785)に掲載されました
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名城大学カーボンニュートラル研究推進機構 次世代バッテリーマテリアル研究センターの内田儀一郎 教授(電子工学)、理工学部電気電子工学科 大前知輝 大学院生、藤掛大貴 学部生らは高容量化が期待できるゲルマニウム（Ge）半導体と劣化に強いカーボン（C）を巧みに組み合わせ、プラズマ技術で界面を制御することにより、電池の高容量かつ長寿命を実証しました。本研究の負極構造は次世代の全固体Liイオン電池に展開することが期待できます。
この研究成果は2024年2月23日にオープンアクセスの国際学術誌「Applied Physics Express」(https://doi.org/10.35848/1882-0786/ad2785)に掲載されました
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名城大学ではノーベル化学賞を受賞した吉野彰終身教授が発明したLiイオン電池研究を大きく展開しています。


添付図(a) ：独自の高圧プラズマスパッタリングでナノ多孔質のゲルマニウム(Ge)/カーボン(C)積層負極を作製。
添付図(b) ：Liイオン電池の電池容量の充電/放電サイクル特性。新規C/Ge/C構造で従来カーボンの約3倍の910 mAh/gの高容量を90サイクル以上劣化なく駆動できることを実証。

【発表のポイント】
● 低温高圧プラズマスパッタリング法を用いて直径10-20 nm程度のナノ構造を持つゲルマニウム(Ge)、カーボン(C)多孔質膜をバインダーフリー（有機接着剤なし）で作製することに成功。
● Ge界面を制御したC/Ge/Cサンドイッチ構造負極のLiイオン電池で、従来の約３倍の高容量910 mAh/gを劣化なく駆動させることに成功。
● ナノ多孔質膜をバインダーフリーで大面積に作製できる方法で、さらに界面の制御が可能であるため、全固体Liイオン電池の電解質と電極との界面制御に応用展開を期待。