【材料】次世代大型リチウム電池用電極中の１次元トンネルを視覚化

東京工業大学総合理工学研究科の山田淳夫准教授，八島正知准教授らの共同研究グループは，
次世代大型リチウムイオン電池への採用が確実視されている，安価で安全な電極材料である
リン酸鉄中のイオンの動きを視覚化することに成功した．

本成果は，電池の電極中のイオンの動きを視覚化した初めての例でもあり，今後の様々な
材料開発に役立つものと期待される．

環境問題解決の緊急性，石油価格高騰などを背景に，携帯電子機器に広く用いられている
リチウムイオン電池を，電気自動車等の大型用途に使用する為の研究開発が本格化している．
しかし安全性やコスト面でのおおきな問題を抱えており，本格的な実用化は社会の強い期待に
反し遅れている．これらの問題を解決可能な電極材料として，オリビン型リン酸鉄が世界的に
注目されており，次世代大型リチウムイオン電池を実現するための最有力技術と目されている．

元来絶縁体であるリン酸鉄が高い電極機能を発現する仕組みはわかっておらず，機構解明に
向けた研究が活発化している．今回山田准教授らは，リチウムを適当量含むリン酸鉄を真空中で
高温に熱することで，リチウムが活発に動き回る状態を安定に作り出したうえで，中性子線を
照射した．物質と中性子が相互作用することで現れる信号を，情報理論に基づいて解析することで，
リチウムイオンが，リン酸鉄の結晶中に存在する特定の一次元トンネルの中を動き回っている
様子を捉えることに成功した．

現在のリチウムイオン電池に採用されている電極中では２次元，または３次元方向にイオンが
動くとされているのとは対照的であり，限定された方向のイオンの動きが性能を高める上での
重要な役割を果たしている可能性が示された．また，本成果はリン酸鉄に限らず，電池の電極中の
イオンの動きを視覚化した初めての例でもあり，今後の様々な材料開発に役立つものと期待される．

参考画像：１次元リチウム拡散経路
http://www.titech.ac.jp/data/images/jp/2008/08/1218412800_1.png
参考画像：トンネル状の１次元リチウム拡散経路．
http://www.titech.ac.jp/data/images/jp/2008/08/1218412800_2.png

ソース元：電池の中のイオンの動き、見えた−次世代大型リチウム電池用電極中の１次元トンネルを視覚化−
http://www.titech.ac.jp/tokyo-tech-in-the-news/j/archives/2008/08/1218412800.html

関連リンク：東京工業大学大学院　総合理工学研究科　物質電子化学専攻　菅野・山田研究室
http://www.echem.titech.ac.jp/~kanno/index.html

関連記事：ＮＥＤＯ技術開発機構、次世代大型リチウム電池用電極中の１次元トンネル視覚化
http://www.nejinews.co.jp/news/release/eid1988.html
関連記事：次世代電池中のイオンの動き、見えた
http://monoist.atmarkit.co.jp/feledev/news/2008/08/11ion.html

関連記事：Experimental visualization of lithium diffusion in LixFePO4
Nature Materials　Published online: 10 August 2008 | doi:10.1038/nmat2251
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/abs/nmat2251.html

洋服が透けて見えるくらいの発見なのか？

大学のプレスリリースって結構ありがたいな

三次元より二次元、二次元より一次元か

山田准教授と共同研究者の八島准教授はセメントを
超伝導に変えた教授の研究室と同じ専攻の研究室だね
ここ、高柳教授も居るんだよなぁ

NEDO:電池の中のイオンの動き、見えた【産技助成Vol.19】
http://www.nedo.go.jp/informations/press/200811_1/200811_1.html

ラジコン飛行機でエンジン（メタノール）とモーター（リチウムポリマー電池）
をやってるけど、危険度がまるで違うよ。
エンジン飛行機が万が一墜落しても、爆発炎上なんてしないから。
でも、リチウムポリマーの場合は飛行機ばかりか、周囲の枯れ野まで、きれいに
焼失してしまうことがある。

こんな電池を乗せた車に乗る人は、本物の命知らずだね。
また、まわりの人たちを大事故に巻き込む恐れもあり、はた迷惑。

明治安田生命が、「家族の夏休みの過ごし方」なる調査結果を発表した。
この会社はこういう愚にもつかない調査をよくやるが、生保の本来業務と
どんな関係があるんだ？　そんな無駄に人と経費を費やすよりも、消費者
への不払いをなくすよう本業に全力を尽くせ！！

>>8
そのリチウム電池を搭載した電気バスを北京では運行しているよ
充電は電池をまるごとフォークリフトで載せ替えてた
TVのインタビューに答えていた何も知らないアングロサクソンは環境に良いと喜んでたけど
絶対近づきたくないな

やっぱ科学のニュースって、ソースとか貼っても誰も読まないのな…

一応、書いてある内容を見ると

　これらの問題を解決可能な電極材料として、ありふれた元素である鉄を利用することができ、
助燃性も皆無なオリビン型リン酸鉄（ＬｉＦｅＰＯ４）が世界的に注目されており、次世代大型リチウム
イオン電池を実現するための最有力技術と目されている。

て書いてあるんだけどね

安全性もさることながらリチウムがレアメタルなんだからそういうこと
考えてるのか技術者は。作ればいいってもんでもないだろ

>>12
一応、海中から回収出来るんだわ、リチウム、採掘コストより回収コストが大体2倍だから
やってないだけで、
海中回収なら量的問題は余裕
温泉から比較的でよく取れるみたいよ＞リチウム
何事も金なんだよ、金カネカネ
コスト、コスト

>>3
赤血球一粒づつの動きが外から見える、の方が近いかな。
あくまで卑近な比喩だけどね。

>>8
うむ。

じっさいニッケル水素が有力視されてるにもかかわらず
Ｔ社が、リチウムが候補に上がっているような発言をくりかえすのは
電池メーカーにリップサービスしてるんだよな、あれは。

彼らが　『我社のリチウムバッテリーは、次期プリウスに搭載される予定です！』
と営業トークを連発して売り込めるようにね。
（本当にリチウムを車載するとは思えないけど）

時代は1次元なのか
1次元の彼女ってどんなのだろう

>>11
>助燃性も皆無

従来のニッケル水素やニッカド電池を５００ミリのペットボトルに５００ミリの水を入れたもの、に例えると、
リチウムポリマー電池は、５００ミリのペットボトルに５リットルの水を入れたもの、となるかも。
高エネルギーを蓄積させているため、安全な不燃性にするのは、きわめて困難かと。

>>1
言葉の意味はわからんが、とにかくすごい自信だ!

>>17
一応、短絡現象による発熱が収束するまで、発火に至る発熱を起こさない
というのが助燃性皆無にする意味らしいです
他の発熱要因は制御装置で対応できるが、内部短絡だけは
制御装置で防ぐ事ができないらしいです

素晴らしい！戦艦大和に応用できるね

Ｌｉイオン電池の「謎」解けた！　長時間利用に期待
ttp://www.asahi.com/science/update/0826/OSK200808260015.html