台湾科技大、リチウム電池の亀裂に関する通説を覆す　界面と幾何効果が輸送を支配すると解明

中央通信 （中央社記者・許秩維、台北11日電）台湾科技大学の研究チームは、リチウム電池の電極に生じる亀裂は材料本来の拡散能力を低下させるものではなく、界面効果と幾何学的効果を通じて全体の輸送挙動を支配していることを明らかにした。長寿命リチウム電池材料の設計に向けた重要な物理的基盤を提供する成果だ。 台湾科技大学は本日発表したプレスリリースで、長年にわたりリチウム電池の電極亀裂は電池性能劣化の主な原因の一つと見なされてきたが、それが材料本来の輸送能力を変化させるのかについては、明確な理論的説明が不足していたと指摘した。 台湾科技大学機械工学系の蔡秉均准教授が率いる研究チームは、「計算駆動型実験」を中核とする材料設計フレームワークを提案した。理論計算、機械学習、材料実験を統合し、計算が主導する材料設計という新たな研究パラダイムを切り開き、材料科学を従来の試行錯誤型最適化から予測可能な設計へと前進させるものだ。 研究チームは「計算駆動型実験」を中心に材料設計フレームワークを構築し、材料格子本来の輸送と亀裂界面効果の結合関係を初めて定量的に解析した。その結果、亀裂は材料本来の拡散能力を弱めるのではなく、界面効果と幾何学的効果を通じて全体の輸送挙動を支配していることを示し、電池材料における亀裂の物理的役割を根本から再定義した。 蔡秉均氏は、この研究は長年未解決だった科学的課題を解決しただけでなく、材料体系を越えて展開可能な計算駆動型設計手法を確立したと述べた。材料設計を経験依存型から予測可能な体系的工学手法へと推し進め、高エネルギー密度、急速充電、長寿命のリチウム電池材料設計に重要な物理的基盤を提供し、次世代リチウム電池および全固体電池技術の発展に大きな影響を与えるとしている。（編集：陳仁華）1150511 ニュースの自由を守る力として、皆さま一人ひとりの支援が重要です。 中央社の「一手新聞」アプリをダウンロードして、最新ニュースをリアルタイムで入手できます。 本サイトの文章、写真、映像、音声は、許可なく転載、公開放送、公開送信、利用することはできません。