東北大学、大環状有機分子を負電極に用いたリチウムイオン電池を開発 防虫剤のナフタレンを材料に

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東北大学は2016年5月14日、新材料「穴あきグラフェン分子(CNAP)」を負電極に用いたリチウムイオン電池を発表した。CNAPは、分子中央部にナノサイズの孔がある大環状有機分子。リチウムイオン電池の負電極に大環状有機分子を採用したのは、今回が世界で初めてだという。

CNAPを開発したのは、東北大学原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の磯部寛之主任研究者、佐藤宗太准教授、折茂慎一主任研究者の共同研究グループ。磯部氏らはCNAPの材料に、防虫剤としても活用される「ナフタレン」を用いた。

CNAPの特徴は、65回繰り返し充放電しても保たれるほど大きな電気容量。CNAPの電気容量は、負電極の材料として一般的な黒鉛(グラファイト)の2倍以上に及ぶ。

研究グループによると、分子材料内に作り込んだ精巧な細孔が大容量化につながったという。CNAPには、グラファイトに似た積層構造に加え、それを貫く細孔構造がある。そのため、グラファイトでは積層構造の隙間にのみリチウムを蓄積するが、CNAPでは積層構造と細孔構造の2カ所にリチウムを蓄積できる。

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