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廃棄物から高性能リチウムイオン電池負極材料を開発 ースマホ等の電池の高性能化に期待ー

 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。
 本成果は、平成29年2月20日(月)午前10時(イギリス時間)にScientific Reports誌にてオンライン公開されました。
プレスリリース本文
20170221_press

論文情報:
“Beads-Milling of Waste Si Sawdust into High-Performance Nanoflakes for Lithium-Ion Batteries”
Scientific Reports 7, 42734(2017)
Takatoshi Kasukabe, Hirotomo Nishihara, Katsuya Kimura, Taketoshi Matsumoto, Hikaru Kobayashi, Makoto Okai, Takashi Kyotani
doi:10.1038/srep42734

関連リンク:
京谷研究室(ハイブリッド炭素ナノ材料研究分野 )
東北大学ウェブサイト

問い合わせ先

(研究関連)
東北大学 多元物質科学研究所 
教授 京谷 隆(きょうたに たかし)
電話:022-217-5625
E-mail:kyotani*tagen.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)
(報道関連)
東北大学 多元物質科学研究所 総務課総務係
電話:022-217-5204
E-mail:soumu*tagen.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

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