【本学研究者情報】

〇多元物質科学研究所　助教　小林弘明
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• 紫外線硬化樹脂を用いた光造形を利用し、難燃性の疑似固体電解質膜を室温・数分で成膜出来るプリンティング技術を開発。
• 正極、電解質、負極のそれぞれの素材インクを使用し、固体リチウムイオン電池を簡便に3Dプリント製造する技術開発に成功。
• ポリマーなどソフト基盤上への成膜やマイクロ電池・大型電池の製作など、様々な基板上にサイズ可変での固体リチウムイオン電池がオンデマンドに製造可能。

【概要】

リチウムイオン電池などの蓄電デバイスの幅広い普及に伴い、各々のニーズに応じた蓄電デバイスのオンデマンド製造技術が求められています。東北大学多元物質科学研究所 雁部祥行技術職員、小林弘明助教、本間格教授らは、リチウムイオン伝導性イオン液体電解質の3Dプリント技術を開発することで、固体リチウムイオン電池を室温・短時間でオンデマンドに3Dプリント製造する技術開発に成功しました。

開発した電解質インク材料は、リチウムイオン伝導性イオン液体、シリカナノ粒子からなる疑似固体電解質材料に紫外線硬化樹脂を混ぜることで、光造形方式による3Dプリントを可能としています。3Dプリントされた電解質膜は十分な構造維持性を有し、燃えにくい性質も示します。この電解質インク材料と正極・負極インク材料を3Dプリントすることで固体リチウムイオン電池を作製し、動作実証に成功しました。今回作製した電池は室温で製造出来るため、例えばポリマーなどの熱に弱い基盤上でもリチウムイオン電池の直接プリント製造が可能です。また、任意の大きさ、任意の形状の電池を製造できるので、車載用電源からウェアラブルデバイスまで、固体リチウムイオン電池の幅広いニーズにオンデマンドに対応し製造する事が可能です。

本成果は2021年11月10日に、英国王立化学会の科学雑誌、Dalton Transactions誌にオンライン掲載されました。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学多元物質科学研究所
助教 小林 弘明（こばやし ひろあき）
教授 本間 格（ほんま いたる）
電話：022-217-5816/5815
E-mail：h.kobayashi*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
　　　　itaru.homma.e8*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学多元物質科学研究所
広報情報室
電話：022-217-5198
E-mail：press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）