【研究】鳥取大学：酸化タングステン負極で次世代蓄電池の高容量化に道

鳥取大学工学部の研究グループは日本新金属と共同で、高結晶性の三酸化タングステン（WO3）を用いた次世代蓄電池向け負極材料を開発した。粒子サイズを検討した結果、170nm前後のWO3を用いることで、塗工時の凝集を抑えつつ高い負極性能を引き出せることに着目し、さらに700℃程度までの熱処理で結晶性を高めるプロセスを確立した。これにより、黒鉛と比べて低い放電電位（約1.0〜1.4V）と大きい放電容量（540mAh/g）を両立し、体積当たりの容量は黒鉛の約2.5倍となる2150mAh/cm³を270サイクル以上維持する水準に到達した。結晶粒界の制御により体積膨張に伴う応力が分散され、活物質層の崩れを抑制できる点が特徴とされる。

開発したWO3負極は、酸化物系全固体リチウム電池に適用した場合でも540mAh/gの可逆容量と1.0〜1.4Vの放電電位を示し、液系電池と同等の充放電挙動を確認した。小型化と安全性に優れる酸化物系固体電池との組み合わせにより、ウェアラブル機器など小型電子機器向け電源への展開が視野に入る。タングステンはレアメタルに位置付けられる一方、日本新金属は超硬工具スクラップからタングステン原料を再生する一貫工程を持ち、資源循環を前提とした材料供給体制の構築も進めている。今後は、このWO3負極を高性能リチウムイオン電池や次世代蓄電池へ展開しつつ、学会発表や特許出願を通じて技術実装を加速させる方針とみられる。

【出典】
▷高結晶性酸化タングステンを用いた次世代蓄電池負極材料の開発に成功
※本記事は一次情報をもとに生成AIを活用した要約です。詳細は公表資料をご確認ください。