| Project/Area Number |
22K14470
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
Yasuhara Sou 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (20880032)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | リチウムイオン二次電池 / 全固体電池 / エピタキシャル薄膜 / 接合界面 / リチウムイオン電池 / 固体イオン伝導体 / 界面保護層 / 正極 / 負極 / 積層膜 |
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| Outline of Research at the Start |
非常に高い安全性と優れた充放電特性を兼ね備えた次世代二次電池として、電極と電解質が全て酸化物から構成される全固体リチウムイオン二次電池の実現が切望されている。課題は電極-固体電解質界面にあり、早急に接合界面について実験的に評価する手法の構築が必須である。申請者は薄膜作製での経験と固相反応における知見とを組み合わせることにより、”接合界面 での現象理解”を実現できる本研究を考案した。本研究では、高品質単結晶エピタキシャル薄膜を用いて正極-負極接合界面の積層構造を作製して評価することにより、「1. 接合界面での現象の理解」と、「2. 界面保護層導入による効果の検証」に取り組む。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, a decomposition product at the interface between cathode and anode layers was evaluated by preparing an alternatively stacking thin films composed of two kinds of electrode materials which can epitaxially grow on the same substrate. We prepared LiCoO2/Nb2O5 thin films deposited on SrTiO3 substrate and evaluated the crystal structure. The decomposition product in LiCoO2/Nb2O5 epitaxial thin films was estimated as LiNbO3. In addition, we focused on α-LiAlO2 as an interfacial protective layer. We tried to grow an epitaxial thin film of α-LiAlO2 by using a melted target.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、LiCoO2とNb2O5の交互積層膜を作製し、接合界面における分解生成物の評価を行った。単結晶薄膜の交互積層膜を作製することで、界面極近傍のみに生成する分解生成物についてX線回折にて評価可能とした。単結晶薄膜の交互積層により、接合界面での分解生成物の可視化を可能にするアプローチは広く応用可能であり、特に接合界面の安定性が重要となる固体電解質開発の分野に有用であることが示唆される。また、全固体電池開発に向け、界面保護層材料としてのα-LiAlO2の検討も行い、エピタキシャル薄膜作製手法を確立した。
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