東北大学研究者紹介

研究者詳細

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リ　コウキ

李　弘毅

Hongyi Li

所属

金属材料研究所　物質創製研究部　構造制御機能材料学研究部門

職名

助教

学位

博士(工学) （東北大学）
修士（京都大学）

researchmap

https://researchmap.jp/lihongyi

J-GLOBAL ID

202001020369237176

ORCID

https://orcid.org/0000-0003-1890-3825

Researcher ID

M-5921-2019

経歴 5

2025年6月～継続中

東北大学　金属材料研究所　助教
2020年2月～ 2025年5月

東北大学　金属材料研究所先端エネルギー材料理工共創研究センター　特任助教
2019年10月～ 2022年4月

東北大学　金属材料研究所構造制御機能材料学研究部門　特任助教
2019年4月～ 2019年9月

東北大学　金属材料研究所　日本学術振興会特別研究員（PD）
2018年4月～ 2019年3月

東北大学　大学院工学研究科　日本学術振興会特別研究員（DC2）

学歴 4

東北大学　大学院工学研究科　金属フロンティア工学専攻

2017年4月～ 2019年3月
京都大学　大学院工学研究科　材料工学専攻

2016年4月～ 2017年3月
京都大学　大学院工学研究科　材料工学専攻

2014年4月～ 2016年3月
合肥工業大学

2008年8月～ 2012年7月

所属学協会 4

日本化学会

2025年4月～継続中
電気化学会

2020年8月～継続中
国際電気化学会

2018年8月～継続中
日本金属学会

2018年7月～継続中

研究キーワード 3

電池材料
電気化学
計算機シミュレーション

受賞 1

第11回まてりあ論文賞

2021年9月　日本金属学会　「多価カチオンを利用した新型蓄電デバイス開発に向けた基礎的研究」

論文 20

Enhancing the durability of aluminium-foil anodes in rechargeable lithium batteries via uniformly distributed alloy addition in the matrix phase 国際誌査読有り

李弘毅, 西村匠平, 劉瑋琦, 岡本範彦, 松本慎吾, 中田優樹, 星河浩介, 熊谷俊昭, 山口滝太郎, 市坪哲

Journal of Materials Chemistry A　13　5723-5731　2025年1月28日
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI： 10.1039/d4ta07956f 　

ISSN：2050-7488

eISSN：2050-7496
Stable functional electrode–electrolyte interface formed by multivalent cation additives in lithium-metal anode batteries 国際誌査読有り

李弘毅, 清水大地, 靳栄康, 張同慶, 堀川大介, Katsuhiko Nagaya, Hiroshi Tsubouchi, Hiroyuki Yamaguchi, Motoyoshi Okumura, 市坪哲

Journal of Materials Chemistry A　13　3619-3633　2024年12月24日
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI： 10.1039/d4ta07531e 　

ISSN：2050-7488

eISSN：2050-7496
Alkali Cation Additives Assisting Magnesium Cation Intercalation in Hollandite-Type Manganese Dioxide Cathodes 国際誌査読有り

斎悦, 李弘毅, 下川航平, 葉夏桐, 河口智也, 市坪哲

The Journal of Physical Chemistry C　127　(43)　21271-21278　2023年10月18日
出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)
DOI： 10.1021/acs.jpcc.3c03803 　

ISSN：1932-7447

eISSN：1932-7455
Inserting a lithiation potential gap as a factor for degradation control in aluminum-foil anodes by utilizing roll-bonding processes 国際誌査読有り

李弘毅, 西村匠平, 中田優樹, 松本慎吾, 山口滝太郎, 星河浩介, 熊谷俊昭, 市坪哲

Journal of Materials Chemistry A　11　23311-23318　2023年9月29日
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI： 10.1039/d3ta03687a 　

ISSN：2050-7488

eISSN：2050-7496
Examining Electrolyte Compatibility on Polymorphic MnO2 Cathodes for Room-Temperature Rechargeable Magnesium Batteries 国際誌査読有り

葉夏桐, 李弘毅, 畠山拓也, 小林弘明, 万代俊彦, 岡本範彦, 市坪哲

ACS Applied Materials & Interfaces　14　56685-56696　2022年12月15日
出版者・発行元：
DOI： 10.1021/acsami.2c14193 　

ISSN：1944-8244

eISSN：1944-8252
Dendrite-free alkali metal electrodeposition from contact-ion-pair state induced by mixing alkaline earth cation 国際誌査読有り

李弘毅, 村山将来, 市坪哲

Cell Reports Physical Science　3　(6)　100907　2022年5月20日

DOI： 10.1016/j.xcrp.2022.100907 　

eISSN：2666-3864
Circumventing huge volume strain in alloy anodes of lithium batteries 国際誌査読有り

李弘毅, 山口滝太郎, 松本慎吾, 星河浩介, 熊谷俊昭, 岡本範彦, 市坪哲

Nature Communications　11　(1)　1584　2020年4月13日

DOI： 10.1038/s41467-020-15452-0 　

eISSN：2041-1723
Fast Diffusion of Multivalent Ions Facilitated by Concerted Interactions in Dual-Ion Battery Systems 査読有り

李弘毅, 岡本範彦, 畠山拓也, 熊谷悠, 大場史康, 市坪哲

Advanced Energy Materials　8　(27)　1801475　2018年9月25日

DOI： 10.1002/aenm.201801475 　
Constructing metal-anode rechargeable batteries utilizing concomitant intercalation of Li-Mg dual cations into Mo6S8 査読有り

李弘毅, 市坪哲, 八木俊介, 松原英一郎

Journal of Materials Chemistry A　5　(7)　3534-3540　2017年1月17日
出版者・発行元：
DOI： 10.1039/c6ta10663c 　
Amorphous oxide cathode enabling room-temperature rechargeable magnesium batteries 査読有り

Tomoya Kawaguchi, Hikari Sakurai, Shusuke Fukui, Xiatong Ye, Hongyi Li, Toshihiko Mandai, Norihiko L. Okamoto, Tetsu Ichitsubo

Communications Materials　6　(1)　2025年9月17日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s43246-025-00921-0 　

eISSN：2662-4443

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Abstract Rechargeable magnesium batteries (RMBs) have faced challenges in utilizing oxide cathodes due to the inherently sluggish Mg diffusion and poor compatibility with electrolytes, despite the high redox potential. Herein, we present a prototype RMB that is operational at room temperature, consisting of a nanoparticulate amorphous oxide cathode, fluorinated alkoxyborate (Mg[B(HFIP)₄]₂) as the electrolyte, and a Mg metal anode. The amorphous Mg_xTi_1/9Mo_2/9O cathode contains a considerable free volume formed by ion exchange between monovalent and divalent cations, facilitating Mg diffusion and eventually realizing reversible Mg insertion/extraction at room temperature. The reasonable compatibility of the present cathode with the electrolyte enables full cell operation with a Mg metal anode, and various analyses have demonstrated that Mg intercalation is responsible for the battery performance. The discharging capacity is ~150 mAh g⁻¹, and 70 mAh g⁻¹ is maintained after 200 cycles. These findings demonstrate the feasibility of RMBs with oxide cathodes that are operational at room temperature.
Transition Metal Parent Alumylene Complexes: Synthesis, Structures, and XPS Characterization of Aluminum Oxidation State 国際誌査読有り

佐藤啓太, 小室貴士, 今宿晋, 李弘毅, 市坪哲, 橋本久子

Inorganic Chemistry　63　(36)　16940-16948　2024年8月27日
出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)
DOI： 10.1021/acs.inorgchem.4c03356 　

ISSN：0020-1669

eISSN：1520-510X
Securing cation vacancies to enable reversible Mg insertion/extraction in rocksalt oxides 査読有り

河口智也, 安田優哉, 根本菜摘, 下川航平, 李弘毅, 岡本範彦, 市坪哲

Journal of Materials Chemistry A　12　9088-9101　2024年3月15日
出版者・発行元：
DOI： 10.1039/d3ta07942b 　

ISSN：2050-7488

eISSN：2050-7496
Li intercalation in 2D iron phosphate synthesized from the partial dehydration and deprotonation of vivianite 国際誌査読有り

山根崚, 李弘毅, 市坪哲, 杉山和正

Physical chemistry chemical physics　25　(45)　31346-31351　2023年11月22日

DOI： 10.1039/d3cp02463f 　
Mg–Zn–Mn Oxide Systems for a Rechargeable Mg-Battery Cathode 査読有り

葉夏桐, 下川航平, 毛塚有飛, 畠山拓也, 李弘毅, 市坪哲

The Journal of Physical Chemistry C　127　(11)　5210-5218　2023年3月8日
出版者・発行元：
DOI： 10.1021/acs.jpcc.2c09071 　

ISSN：1932-7447

eISSN：1932-7455
Mg-ion storage materials based on MnO2 frameworks 招待有り査読有り

下川航平, 畠山拓也, 李弘毅, 市坪哲

Current Opinion in Electrochemistry　38　101209　2023年1月
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.coelec.2023.101209 　

ISSN：2451-9103
Influences of Enhanced Entropy in Layered Rocksalt Oxide Cathodes for Lithium-Ion Batteries 査読有り

河口智也, 卞篠, 畠山拓也, 李弘毅, 市坪哲

ACS Applied Energy Materials　5　4369-4381　2022年4月11日
出版者・発行元：
DOI： 10.1021/acsaem.1c03968 　

ISSN：2574-0962

eISSN：2574-0962
Excellently balanced water-intercalation-type heat-storage oxide 査読有り

畠山拓也, 岡本範彦, 大竹智士, 佐藤博明, 李弘毅, 市坪哲

Nature Communications　13　1452　2022年3月17日
出版者・発行元：
DOI： 10.1038/s41467-022-28988-0 　

eISSN：2041-1723
Accelerated Kinetics Revealing Metastable Pathways of Magnesiation-Induced Transformations in MnO2 Polymorphs 国際誌査読有り

畠山拓也, 李弘毅, 岡本範彦, 下川航平, 河口智也, 谷村洋, 今宿晋, Maximilian Fichtner, 市坪哲

Chemistry of Materials　33　6983-6996　2021年8月17日
出版者・発行元：
DOI： 10.1021/acs.chemmater.1c02011 　

ISSN：0897-4756

eISSN：1520-5002
Electrochemical phase transformation accompanied with Mg extraction and insertion in a spinel MgMn2O4 cathode material 査読有り

畠山拓也, 岡本範彦, 下川航平, 李弘毅, 中尾愛子, 内本喜晴, 谷村洋, 河口智也, 市坪哲

Physical Chemistry Chemical Physics　21　(42)　23749-23757　2019年10月22日

DOI： 10.1039/c9cp04461b 　

ISSN：1463-9084
協奏的相互作用を用いるLi-Mgデュアルイオン電池に関する研究査読有り

李弘毅

博士学位論文　2019年3月
出版者・発行元：東北大学

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MISC 7

リチウム蓄電池用アルミニウム箔負極の体積ひずみ緩和と耐久性向上招待有り査読有り

李弘毅, 市坪哲

電気化学　93　(3)　223-226　2025年9月5日
出版者・発行元：日本電気化学会
DOI： 10.5796/denkikagaku.25-fe0301 　

ISSN： 2433-3255

eISSN： 2433-3263
リチウム電池用集電体一体型アルミ負極の開発招待有り

李弘毅, 山口滝太郎, 市坪哲

自動車技術　75　(1)　74-81　2021年1月
出版者・発行元：自動車技術会
ISSN： 0385-7298

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リチウムイオン蓄電池の需要が拡大している中、高い容量を有する合金系負極材料（Si、Sn、Al）の実用化が期待されている。しかし、これらの材料はリチウム合金化に伴って、体積が数倍に膨張し、その体積歪に起因する構造劣化により、サイクル特性を維持することが難しい。本稿では、合金系負極材料の研究現状を説明し、著者らが冶金学などのアプローチを用いて、巨大体積歪の回避に成功し、一体型アルミニウム負極を実現した研究を紹介する。
多価カチオンを利用した新型蓄電デバイス開発に向けた基礎的研究招待有り査読有り

李弘毅, 下川航平, 岡本範彦, 市坪哲

まてりあ　59　(8)　413-421　2020年8月1日
出版者・発行元： Japan Institute of Metals
DOI： 10.2320/materia.59.413 　

ISSN： 1340-2625

eISSN： 1884-5843
空気中の水分子を吸収・放出して繰返し蓄熱可能な層状二酸化マンガンのX線回折測定-低温廃熱を回収・再利用できる蓄熱材料の発見-

岡本範彦, 畠山拓也, 李弘毅, 市坪哲

リガクジャーナル(Web)　53　(2)　2022年

ISSN： 1883-8456
リチウム蓄電池用合金負極のサイクル特性向上招待有り

市坪哲, 李弘毅

化学　76　(2)　12-15　2021年1月
出版者・発行元：化学同人
ISSN： 0451-1964
ロッキングチェア型Mg‐Liデュアルソルト蓄電池研究:イオン液体を用いた電極材料研究

市坪哲, 李弘毅, 下川航平, 八木俊介, 松原英一郎

溶融塩および高温化学　60　(1)　16‐22-22　2017年1月27日
出版者・発行元：電気化学会溶融塩委員会
ISSN： 0916-1589
ロッキングチェア型Mg-Liデュアルソルト蓄電池開発に向けて (2種類のキャリアイオンが協奏して作動する蓄電デバイス)

市坪哲, 李弘毅, 下川航平, 八木俊介, 松原英一郎

新電池構想部会講演会　96　1-9　2016年7月27日
出版者・発行元：電気化学会電池技術委員会新電池構想部会

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書籍等出版物 1

Magnesium Batteries: Research and Applications

李弘毅, 市坪哲, 松原英一郎

イギリス王立化学会（The Royal Society of Chemistry）　2019年9月

DOI： 10.1039/9781788016407-00241 　

ISBN: 9781788014342

講演・口頭発表等 11

Degradation Mechanisms and Durability Enhancement of Aluminum-Foil Anodes for Rechargeable Lithium Batteries

李弘毅

76th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry　2025年9月10日
Development of Aluminum-Foil Anodes for Rechargeable Lithium Batteries

李弘毅, 山口滝太郎, 松本慎吾, 星河浩介, 熊谷俊昭, 市坪哲

PRiME 2024　2024年10月8日
Multivalent Cation Additives for Building Dendrite-Free and Stable Electrode-Electrolyte Interface on Lithium-Metal Anodes

李弘毅, 市坪哲

PRiME 2024　2024年10月6日
Non-dendritic Electrodeposition of Alkali-Metal Anodes by Solvation Structure Modification in Dual-Cation Electrolytes

李弘毅, 市坪哲

PRICM11　2023年11月22日
Dual-ion rechargeable battery systems utilizing concerted interactions 招待有り

李弘毅, 岡本範彦, 市坪哲

12th Japan-France Joint Seminar on Batteries　2018年9月21日
Concerted Motion of Li-Mg Dual Ions in Intercalation Cathode Materials 国際会議

李弘毅,岡本範彦,熊谷悠,大場史康,市坪哲

69th ISE Annual Meeting　2018年9月6日
Feasibility of Metal-Anode Rechargeable Battery: Toward “Rocking-Chair” Type Mg-Li Dual-Salt Batteries 国際会議

李弘毅, 八木俊介, 熊谷悠, 大場史康, 松原英一郎, 市坪哲

PRiME 2016　2016年10月3日
Solvation Structure Modification in Dual-Cation Electrolytes for Dendrite-free Alkali Metal Electrodeposition

李弘毅, 村山将来, 市坪哲

74th Annual ISE Meeting　2023年9月4日
協奏的相互作用による多価カチオン固体内拡散の促進現象

李弘毅, 岡本範彦, 熊谷悠, 大場史康, 市坪哲

第45回固体イオニクス討論会
協調的相互作用による多価カチオン固体内拡散の促進現象

李弘毅, 岡本範彦, 熊谷悠, 大場史康, 市坪哲

日本金属学会 2019年秋期大会（第165回）
インターカレーション型正極材料におけるLi-Mgデュアルキャリア拡散挙動

李弘毅, 熊谷悠, 大場史康, 市坪哲

第43回固体イオニクス討論会

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産業財産権 10

バッテリーシステム

山口滝太郎, 松本慎吾, 星河浩介, 市坪哲, 李弘毅

特許第7535214号

産業財産権の種類: 特許権
リチウム金属二次電池、及びリチウム金属二次電池の製造方法

堀川大介, 山口裕之, 坪内洋, 市坪哲, 李弘毅

産業財産権の種類: 特許権
リチウム二次電池、及びリチウム二次電池の製造方法

堀川大介, 山口裕之, 坪内洋, 市坪哲, 李弘毅

産業財産権の種類: 特許権
リチウム二次電池、及びリチウム二次電池の製造方法

堀川大介, 山口裕之, 坪内洋, 市坪哲, 李弘毅

産業財産権の種類: 特許権
リチウム二次電池、及びリチウム二次電池の製造方法

堀川大介, 山口裕之, 坪内洋, 市坪哲, 李弘毅

産業財産権の種類: 特許権
リチウム二次電池

原瑶佑, 中田優樹, 市坪哲, 李弘毅

産業財産権の種類: 特許権
リチウム二次電池、及びリチウム二次電池の製造方法

堀川大介, 山口裕之, 坪内洋, 市坪哲, 李弘毅

産業財産権の種類: 特許権
リチウム二次電池

堀川大介, 山口裕之, 坪内洋, 市坪哲, 李弘毅

産業財産権の種類: 特許権
リチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池

松本慎吾, 山口滝太郎, 市坪哲, 李弘毅, 西村匠平

産業財産権の種類: 特許権
金属負極、リチウム二次電池、バッテリーシステム及び金属負極の製造方法

山口滝太郎, 松本慎吾, 市坪哲, 李弘毅

産業財産権の種類: 特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 6

メタルアノード蓄電池に向けたデュアルイオンが織りなす世界の学理構築

市坪哲, 岡本範彦, 河口智也, 李弘毅, 下川航平, 田中万也, 岡村浩之, 八木俊介

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

研究機関：Tohoku University

2023年4月～ 2028年3月
多価カチオン添加を利用したデンドライトフリーアルカリ金属負極の開発

李弘毅

2024年4月1日～ 2026年3月31日
デュアルイオン蓄電池に向けた新規ハイエントロピー酸化物正極の概念構築

市坪哲, 岡本範彦, 河口智也, 李弘毅, 下川航平, 田中万也, 岡村浩之

2023年4月1日～ 2026年3月31日
デュアルカチオン電池系における金属負極析出・溶解機構の解明競争的資金

李弘毅, 和田武

2021年6月～ 2022年3月
Li－Mgデュアルカチオン電池の高性能化に向けた正極材料の物質設計競争的資金

李弘毅

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Research Activity start-up

研究種目：Grant-in-Aid for Research Activity start-up

研究機関：Tohoku University

2020年9月～ 2022年3月

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リチウムとマグネシウムの2種類のキャリア（電荷担体）を併用するデュアルカチオン電池は，従来の単一キャリアを使用した電池の固有な問題点を解決する可能性を秘めている．本研究は，キャリアの挿入・脱離反応を利用するインターカレーション型正極において，2種類のキャリアが正極に共存できる組成範囲を調査し，電極材料の高性能化を検討した．特に，多様な結晶構造をもつ二酸化マンガン多形をモデルとして，キャリアの共存に適する構造を考察した．また，正極の研究に並行して，2種類のカチオンを含む電解液において，負極上の金属の析出・溶解挙動を調査し，電解液構造の改変により，キャリアの析出形態が制御できることがわかった．
金属負極ロッキングチェア型Ｌｉ－Ｍｇデュアルソルト蓄電池の開発

李弘毅

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows

研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

研究機関：Tohoku University

2018年4月～ 2020年3月

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今年度はLi-Mgデュアルソルト電池の正極特性の解明をメインとして、研究を遂行してきた。主な実施内容は以下に述べる。 1.LiとMgの協奏的な挿入・脱離挙動の解明：電気化学実験の結果に基づき、各電解液系におけるMgイオンの固体内拡散過程をモデル化し、第一原理計算を用いて、拡散過程における活性化エネルギーを評価した。その結果、Liがある程度先に挿入されるMo6S8ホストでのMg拡散の活性化エネルギーが大幅に低減されることを明らかにした。また、LiとMgイオンは一定の距離を保ちながら拡散するという協奏的な動きを観測し、拡散が速いLiイオンとの相互作用によって、Mgイオンの固体内拡散を促進できるメカニズムを発見した。これらの結果をまとめた論文はAdvanced Energy Materialsに掲載された。この成果は東北大学金属材料研究所と東京工業大学で共同プレスリリースが行なわれ、日本経済新聞などのメディアにも紹介された。 2.協奏的な挿入・脱離挙動の一般性に関する調査：スピネル酸化物Mn2O4を用いて、デュアルソルト電解液における電極特性と調査した結果、シェブレル化合物と同様な挙動を観察できており、協奏的な拡散挙動の一般性を証明した。高性能正極材料の探察について、スピネルホストの組成制御によって、LiイオンとMgイオンが安定に固溶する条件を調べた。それらの実験結果をまとめ、投稿論文を作成している。 3.デンドライト電析の抑制機構の解明：Li-Mgの合金析出に関して、異なる電解液中の電析物の組成を調査した結果、塩の濃度が同じ電解液でも、溶媒和状態の影響により析出するLiとMgの割合が大きく変化することを発見した。これからは電解液の影響を配慮し析出メカニズムの解明を進める予定である。

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メディア報道 6

住友化学、負極材に参入

日本経済新聞

2020年6月2日

メディア報道種別: 新聞・雑誌
リチウム電池の劣化抑える東北大と住化、アルミ負極を開発

日刊工業新聞

2020年4月28日

メディア報道種別: 新聞・雑誌
多価イオンを用いる次世代蓄電池系の開発促進に期待――東北大ら、協奏的動きによる多価イオン拡散の促進現象を発見

fabcross for エンジニア

2018年8月20日

メディア報道種別: インターネットメディア
リチオムイオン電池の負極材、住友化学と東北大が新機構発見。高純度アルミ箔で高性能化

日刊鉄鋼新聞

2020年4月28日
住友化学負極材参入へ

化学工業日報

2020年4月28日

メディア報道種別: 新聞・雑誌
東北大・住化 LiB負極劣化回避へ

日刊産業新聞

2020年4月28日

メディア報道種別: 新聞・雑誌

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