プレスリリース・報道情報
2021年度
非破壊でリチウムイオン二次電池の充電能力劣化の2次元定量分析に成功
－電池の長寿命化を阻害する劣化進行箇所を負極材の結晶相毎に検出し定量－
国立研究開発法人 産業技術総合研究所 分析計測標準研究部門 X線・陽電子計測研究グループ、放射線イメージング計測研究グループ、マルチマテリアル研究部門 軽量金属設計グループは、
株式会社 日産アーク 解析プラットフォーム開発部、大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所、一般財団法人 総合科学研究機構 中性子科学センターと共同で、
新品と劣化品のリチウムイオン二次電池（LIB）に対する中性子線の透過スペクトル解析による結晶構造イメージング（ブラッグエッジイメージング）計測に新たに開発した解析手法を適用することで、
非破壊で電池電極の劣化を可視化し、結晶相の種類と密度の定量に成功しました。
中性子線は透過力が高く、LIBの筐体を透過して内部を非破壊で観察することができます。さらに中性子線の透過スペクトルを解析することで、負極材料であるグラファイトなどの結晶構造の情報も得られます。
グラファイトの結晶配向性を考慮した新規の解析手法を考案し、これを用いることでグラファイト負極へのリチウムイオンの挿入・脱離状態と密度、さらにはその2次元空間分布を可視化し、
LIBの新品と劣化品での差異を定量的に明らかにしました。本技術を、充放電によるLIBの劣化過程の非破壊かつオペランド観察に活用することで、より高性能な電池開発への貢献が期待できます。
【掲載媒体等】
日刊産業新聞（2022/02/21）
鉄鋼新聞（2022/02/10）
Yahoo!ニュース（WEB）（2022/02/08）
化学工業日報（2022/02/07）
電気新聞（2022/02/07）
ニュースイッチ（WEB）（2022/02/07）
日刊工業新聞（2022/02/04）
fabcross for エンジニア（WEB）（2022/02/04）
KEK（WEB）（2022/02/03）
JPubb（WEB）（2022/02/03）
（ 軽量金属設計グループ 渡津 章 主任研究員 ）
超薄板窒化ケイ素セラミックス基板の高絶縁耐圧を実証
－次世代モビリティー用モジュールの小型化に期待 －
32 μmの超薄型基板窒化ケイ素絶縁放熱基板を試作し、同薄板の絶縁耐圧が次世代電気自動車に使用可能な水準にあることを実証しました。
電力の変換と制御を高効率で行うパワーモジュールの基板については、放熱のため、薄板化が求められています。しかし、薄板化に伴い絶縁耐圧も低下するため、薄板基板の絶縁耐圧・機械的強度などの把握や現象の解明が不可欠です。
焼結により作製した窒化ケイ素セラミックス基板は、次世代の絶縁放熱基板として注目されているにもかかわらず、その絶縁耐圧の測定事例が少ないため、様々な厚みの超薄型窒化ケイ素セラミックス基板の絶縁耐圧を測定評価した結果、
薄板化するにしたがい絶縁耐圧が低下するものの、50 μm以下の薄型基板では低下の程度は緩やかになり、32 μmの超薄型基板でも約2.8 kVの電圧に耐えることを明らかにしました。
この数値は、次世代電気自動車に必要な作動電圧850 Vよりも十分に高い値であり、さらに、市販基板と比較し基板厚みが10分の１であることから放熱性は10倍程度向上します。
【掲載媒体等】
日刊ケミカルニュース（WEB）（2022/01/17）
日刊産業新聞（2021/12/24）
化学工業日報（2021/11/29）
ニュースイッチ（WEB）（2021/11/29）
日刊工業新聞（2021/11/26）
（ セラミック組織制御グループ 中島 佑樹 研究員、福島 学 研究グループ長、周 游 主任研究員、
平尾 喜代司 招聘研究員、日向 秀樹 研究グループ付 ）
優れた室温成形性と強度、高い熱伝導率を有する「ZA系新マグネシウム合金圧延材」を新開発
－マグネシウム合金展伸材の用途拡大に期待－
日本金属株式会社は、国立研究開発法人産業技術総合研究所、不二ライトメタル株式会社との共同研究により、
Mg-Zn系合金に特定元素を微量に添加して結晶の配向を制御するとともに、実用的な強度を付与した合金、｢ZA系新マグネシウム合金圧延材」を開発しました。
従来の一般的なマグネシウム合金と比較して全く異なる結晶配向を示すため、アルミ合金並みの室温張出し成形性を発揮します。
また、開発した新合金圧延材は、アルミダイカスト材を超える熱伝導率を示すため、大量の熱を発生する次世代高速通信（5G）機器やこれらの搭載が進むモバイルIT機器、
さらには、電動化や自動運転化によって搭載量の増加が見込まれる、熱対策が必要な車載電子機器への使用に好適な材料として大きな期待が寄せられます。
【掲載媒体等】
All About NEWS（WEB）（2021/10/20）
朝日新聞デジタル（WEB）（2021/10/20）
Yahoo!ニュース（WEB）（2021/10/21）
日刊工業新聞 電子版（WEB）（2021/10/21）
JPubb（WEB）（2021/10/21）
産業新聞（WEB）（2021/10/21）
日本証券新聞（2021/10/21）
日刊産業新聞（2021/10/21）
化学工業日報（2021/10/21）
日刊工業新聞（2021/10/21）
ニュースイッチ （WEB）（2021/10/22）
gooニュース（WEB）（2021/10/22）
EE Times Japan（WEB）（2021/10/22）
工業材料 2022年冬号（Vol.70 第1号）（2022/02/01）
（ 軽量金属設計グループ 黄 新胜 主任研究員、中津川 勲 主任研究員、千野 靖正 研究グループ長 ）
マグネシウム加工ベンチャーのマクルウ、押出し加工を利用したマグネシウム合金スクラップ材の再生技術の開発に着手 ～静岡県先端企業育成プロジェクト推進事業費補助金を活用した産総研との共同研究開発～
【掲載媒体等】
PR TIMES（WEB）（2021/08/06）
鉄鋼新聞（2021/08/06）
（ 軽量金属設計グループ ）
技術で未来を拓く －産総研の挑戦－
「組織の配向制御技術等でポリマー複合材料の特性を向上」
【掲載媒体等】
日刊工業新聞（2021/04/20）
（ ポリマー複合材料グループ 今井 祐介 研究グループ長 ）