교토 대학의 우치모토 요시하루 교수, 오가사 유키 조교 ((현립 명관 대학 준 교수) 등의 연구 그룹은 리츠 마이칸 대학 등과 공동으로 리튬 이온 전지의 전극 내에서 일어나는 화학 반응의 불균일성을 시각화하고 리튬 이온 전지의 실용적인 설계에 공헌할 수 있어 전지 성능의 향상으로 이어진다.특히 반응의 불균일성은 대형 전지로 현저해지기 때문에, 자동차나 전력 저장용의 대용량 리튬 이온 전지의 성능 향상이 전망될 것 같다.
전극의 반응이 불균일하다는 것은 효과적으로 활용되지 않는 물질이 있음을 의미하며, 이는 배터리의 성능을 좌우한다.연구그룹은 2차원 데이터를 얻을 수 있는 「X선 흡수 분광 측정」을 실시하여, 리튬 이온 전지의 전극에 있어서의 전자 전도율과 이온 전도율의 계측 수법을 확립했다.성능이 다른 복수의 전지의 전극을 이 방법으로 해석한 결과, 전극 내부의 반응 불균일성은 이온 전도에 의해 결정되어, 이것이 성능에 큰 영향을 주는 것을 발견했다.
리튬이온 전지는 휴대전화나 스마트폰, 노트북용 배터리로 보급되고 있으며, 최근에는 대형 전기 자동차용과 전력 저장용 수요가 높아지고 있다.전지의 성능을 좌우하는 요인의 하나로서, 전지 내부의 반응 불균일 현상이 관여하고 있는 것은 지금까지도 예측되고 있었지만, 실험적으로 검증해 해석하는 툴은 지금까지 거의 없었다 .우치모토 교수는 “미래의 리튬 이온 전지의 추가 성능 향상에 도움이 될 것”이라고 기대하고 있다.
