Preparation of Sulfide Glass Solid Electrolytes with High Air Stability/Ionic Conductivity for All-Solid-State Batteries
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20K22558
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0502:Inorganic/coordination chemistry, analytical chemistry, inorganic materials chemistry, energy-related chemistry, and related fields
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
Otoyama Misae 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (50880746)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 硫化物固体電解質 / ガラス / ガラスセラミックス / 全固体電池 / 全固体リチウム電池 / 耐湿性評価 / イオン伝導体 |
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| Outline of Research at the Start |
硫化物型全固体電池は早期実用化が望まれているが、その全固体電池に用いられている硫化物固体電解質は、高いリチウムイオン導電率を示す一方で、大気にさらすと硫化水素を発生するという課題がある。本研究では、高いリチウムイオン導電率を保持したまま、耐湿性を高めた新規硫化物ガラス電解質の創製を目指す。特に、大気中の水分との反応により生じ得る固体電解質の構造変化とイオン導電率変化に関する系統的検討により、材料設計指針を導きだす。
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| Outline of Final Research Achievements |
Sulfide solid electrolytes for all-solid-state batteries have low stability to moisture and emit H2S gas when exposed to air. It is necessary to develop novel solid electrolytes exhibiting high air stability and high ionic conductivity. Li4SnS4 has reported as an air-stable solid electrolyte. In this study, Li4SnS4 with Li3PS4 and LiI prepared by mechanochemical treatment showed higher ionic conductivity than Li4SnS4 and similar air stability to Li4SnS4.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでは、耐湿性の高い電解質として、固相合成により作製したLi4SnS4をベースとした結晶材料が多く報告されてきた。Li4SnS4はガラス化しづらいが、各種特性を向上させる材料をメカノケミカル処理により混合させ、多成分化することで、ガラス材料が合成できることを明らかにした。また、硫化物電解質の耐湿性の課題を解決することにより、電解質作製時の環境を厳しく制御する必要がなくなるため、作製コストを低くすることができる。よって、本研究で開発した材料系が全固体電池の実用化に大きく貢献できることが期待される。
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
