研究経歴 - 宇井 幸一
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小型アルミニウム／ポリアニリン電池の開発
研究期間：
1991年04月-1993年06月研究課題キーワード : 電池
研究態様： 個人研究
研究制度： 委託研究
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常温型溶融塩浴を用いるロッキングチェア型リチウム二次電池の正極活物質
研究期間：
1993年07月-1994年03月研究課題キーワード : リチウム二次電池
研究態様： 個人研究
研究制度： その他の研究制度
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不燃性電解液を用いるロッキングチェア型リチウム二次電池の開発
研究期間：
1994年04月-1997年03月研究課題キーワード : リチウム二次電池
研究態様： 個人研究
研究制度： その他の研究制度
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高効率太陽電池の開発
研究期間：
1997年05月-1999年03月研究課題キーワード : 太陽電池
研究態様： 機関内共同研究
研究制度： 新エネルギー技術研究開発費
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リチウムポリマー電池の開発
研究期間：
1999年04月-2002年09月研究課題キーワード : 二次電池
研究態様： 国内共同研究
研究制度： その他の研究制度
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モバイル向け燃料電池の開発
研究期間：
2002年02月-2002年09月研究課題キーワード : 燃料電池
研究態様： 国内共同研究
研究制度： その他の研究制度
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常温型溶融塩（室温イオン液体）に関する研究
研究期間：
2002年10月-継続中研究課題キーワード : 常温型溶融塩（室温イオン液体）
研究態様： 個人研究
研究制度： 科学研究費補助金
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高性能リチウム二次電池の研究
研究期間：
2006年04月-継続中研究課題キーワード : 二次電池
研究態様： 機関内共同研究
研究制度： その他の研究制度
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スズ合金薄膜負極／集電体一体化技術を用いるリチウム二次電池の高性能化
研究期間：
2008年07月-2009年03月研究課題キーワード : 二次電池
研究態様： 個人研究
研究制度： 受託研究
研究活動内容
リチウム二次電池の利用分野は、各種携帯用機器に留まらず、電動工具や移動体へと広がりつつあるが、機器側の要求を満たすに至っておらず、さらなる高容量化が求められている。ここ数年、従来の黒鉛系負極と比べ、さらなる高容量化が可能なスズ合金が注目されている。しかし、充電(Li吸蔵)－放電(Li放出)時の体積膨張・収縮により、スズ合金にクラックが生成するため、集電体との間に電気的接触不良が発生し、サイクル特性の劣化を引き起こすという問題を有している。そこで本研究では、リチウム二次電池の高性能化、即ち、高容量化と長寿命化を達成させるため、スズ合金薄膜負極／集電体一体化技術を開発することを目的とする。
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ソフト溶液プロセスを基盤とする高容量電極材料の研究開発
研究期間：
2008年07月-2012年03月研究課題キーワード : 二次電池
研究態様： 国内共同研究
研究制度： 新エネルギー技術研究開発費
研究活動内容
本事業では、資源的に制約が小さく、高容量を有する負極活物質として期待される各種金属酸化物およびその複合体の開発を進める。その手法として、ソフト溶液プロセスである液相析出法(Liquid Phase Deposition: LPD)を適用した高容量電極材料に関する研究開発を、神戸大学大学院の水畑准教授グループと行う。
電極特性に影響を及ぼす材料物性は、未だ不明な点が多く、広く普及するに至っていない。我々は液相析出法により合成可能なナノ粒子を負極材料に導入するという概念を取り入れ、新たな高容量負極材料の開発を着手するに至った。例えば、理論容量783Ah/kgを有するSnO2ナノ粒子の合成法を確立している。
そこで本事業では、ナノオーダーの電極材料の合成プロセスのみならず、電極作製プロセスに低コスト・低環境負荷プロセスを用いて、次世代自動車用高性能蓄電システムに要求される過酷な作動環境下で使用できる高容量電極材料を見出すことを目的とする。 -
アルミニウム材製造電析プロセス技術開発（電解Al箔の表面形態制御・高機能化 添加剤の探索）
研究期間：
2013年11月-2024年03月研究課題キーワード : アルミニウム
研究態様： 国内共同研究
研究制度： 受託研究
研究活動内容
新規アルミニウム合金製造プロセスとして「イオン液体・非水系液体を利用した電析プロセスの開発」を推進する。これにより、添加物制御による高強度アルミニウム合金の開発（強度 1000 MPa、伸び10%）、安定的に高純度Alを製造する技術の開発（不純物濃度 10 ppm以下）、およびアルミニウムの低コスト製造プロセスの実現（150円/kg 以下）などを目指す。
株式会社UACJが中心となるが、保有技術に特徴のある大阪大学、北海道大学、京都大学、岩手大学に研究開発を再委託することにより、相互に補完・協力する。 -
室温イオン液体中におけるリチウムイオン電池用黒鉛系負極の電気化学的挙動の解明
研究期間：
2013年04月-2016年03月研究課題キーワード : 二次電池
研究態様： 個人研究
研究制度： 科学研究費補助金
研究活動内容
申請者はこれまで、室温イオン液体中における黒鉛系負極の1 サイクル目(初回)の充電反応が黒鉛層間へのLi+イオンの挿入反応のみならず、室温イオン液体を構成する陰イオン(アニオン)の還元分解による副反応を伴うことを見いだした。本研究では、リチウムイオン電池の安全性向上対策として難燃化技術を構築するため、熱安定性の高い室温イオン液体中での黒鉛系負極の電気化学的挙動を解明し、黒鉛系負極／室温イオン液体の界面設計に関する基礎的知見を得ることを目的とする。そして、その知見をもとに、安全性の高い高性能リチウムイオン電池の実現を目指す。即ち、現行の有機溶媒系電解質中での黒鉛系負極の初期充放電特性と少なくとも同等の特性を得るため、黒鉛系負極／室温イオン液体電解質の界面設計に向けた基盤的研究を行う。
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ニッケル・スズ合金薄膜負極／集電体一体化技術を用いるリチウム二次電池の高性能化
研究期間：
2012年10月-2013年09月研究課題キーワード : 二次電池
研究態様： 個人研究
研究制度： 受託研究
研究活動内容
本研究では、リチウム二次電池の高性能化、即ち、高容量化と長寿命化を達成させるため、パルス電解法を用いるNi-Sn合金薄膜負極／集電体一体化技術の開発を目標とする。具体的に、1サイクル目の放電容量500mAh g-1に対して、200サイクル目の放電容量が90%を維持することを目標とする。
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室温イオン液体電解液を用いるリチウムイオン二次電池用黒鉛系負極の高性能化
研究期間：
2011年08月-2012年03月研究課題キーワード : 二次電池
研究態様： 個人研究
研究制度： 受託研究
研究活動内容
本研究では、リチウムイオン電池の安全性向上対策として不燃化技術を構築すべく、熱安定性の高いビス（フルオロメチルスルホニル）アミドアニオンを含む室温イオン液体中での黒鉛系負極の初期特性の改善を検討した。現行の有機溶媒系電解液中での初期特性には若干及ばないものの、室温イオン液体中の黒鉛系負極の初期特性に影響を及ぼす因子として、黒鉛の形状・サイズおよびバインダーの種類であることを見出した。さらに、黒鉛系負極／室温イオン液体電解液での界面制御に及ぼす基礎的知見として、初回の充電過程では黒鉛の種類に関わらず、室温イオン液体の還元分解による生成物が黒鉛電極の表面に堆積することを明らかにした。