大阪大学 産業科学研究所

ISIR OSAKA UNIVERSITY

第2研究部門(材料・ビーム科学系)

Department of Energy and Environmental Materials
エネルギー・環境材料研究分野(山田研)

スタッフ

山田 裕貴
  • 教授
    山田 裕貴
  • Prof.
    Y. YAMADA
片山 祐
  • 准教授
    片山 祐
  • Assoc. Prof.
    Y. KATAYAMA
近藤 靖幸
  • 助教
    近藤 靖幸
  • Assis. Prof.
    Y. KONDO

研究内容

エネルギー・環境材料研究分野では、リチウムイオン電池の飛躍的な高性能化・高安全化や、リチウムイオン電池を超える新型二次電池の実現に向けた新材料・新反応の開発を行っています。特に、正極と負極の間でイオンを輸送する電解液に着目し、イオンと溶媒分子のつながり(配位状態)を制御するという独自の戦略によって、既存材料にはない特殊な機能・物性の開拓を行っています。また、見出された新機能・新物性を有効利用することで、様々な新型二次電池の可能性を追求しています。これまでに、電解液の耐電圧性向上によるリチウムイオン電池の高電圧化とその機構解明(Nature Communications 2016, Nature Energy 2019)、特殊な電極/電解液界面状態を利用した二次電池の急速充電(Journal of the American Chemical Society 2014)、難燃性・消火性を示す有機電解液を用いた“燃えない”リチウムイオン電池の開発(Nature Energy 2018)、常温で液体のリチウム塩水和物(水和融体)の発見とそれを利用した新型高電圧水系二次電池の開発(Nature Energy 2016, Angewandte Chemie 2019)、難燃性と耐電圧性を併せ持つ新規電解液溶媒の設計・合成(Nature Energy 2020)などを行ってきました。今後も、電解液材料の未知の機能・物性を探求していくとともに、斬新なアプローチによってエネルギー・環境問題の解決に資する新型二次電池の開発に取り組んでいきます。

研究課題

  • 1. 独自の設計戦略に基づく新規電解液材料の開発
    2. 液体材料化学に関する新理論・新学術の確立
    3. 電極/電解液界面反応の解析及び界面状態の能動制御
    4. 高密度エネルギー貯蔵を可能にする新反応の開発
    5. 新型二次電池デバイスの開発

図・グラフ

二次電池における電極/電解液界面
  • 二次電池における電極/電解液界面
  • Electrode/electrolyte interface in rechargeable batteries
リチウム塩水和融体の発見と新型高電圧水系電池(Nature Energy, 1, 16129 (2016))
  • リチウム塩水和融体の発見と新型高電圧水系電池(Nature Energy, 1, 16129 (2016))
  • Discovery of lithium salt hydrate melts and development of high-voltage aqueous batteries (Nature Energy, 1, 16129 (2016))
新規電解液溶媒の設計(Nature Energy, 5, 291 (2020))
  • 新規電解液溶媒の設計(Nature Energy, 5, 291 (2020))
  • Design of new electrolyte solvent (Nature Energy, 5, 291 (2020))