Preparation of high Li ion conductive soft acid-based sulfide with excellent productivity and recyclability and fabrication of all-solid-state batteries

• Project/Area Number: 23K26378
• Project/Area Number (Other): 23H01685 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 松田 厚範 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70295723)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 引間 和浩 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50845617) ; 小和田 善之 兵庫教育大学, 学校教育研究科, 教授 (90205542) ; 町田 信也 甲南大学, 理工学部, 教授 (10190381)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2026: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2025: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2024: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: 全固体電池 / 固体電解質 / リチウムイオン / リサイクル / 量産 / 量産性 / リサイクル性

Outline of Research at the Start

我々は、独自の水系イオン交換-凍結乾燥（I/E-FD）法によって合成したLi3SbS4-LiI系電解質が、優れた大気安定と特徴的な導電率の温度依存性を示し、量産・リサイクルが可能であることを見出した。本研究では、Li3SbS4-LiI系電解質の特性評価を行うと共に、得られた知見に基づいてLi3SbS4-Li4SnS4-LiX(X=I, Br, Cl)系に拡張して、高イオン伝導性、大気安定性、電極安定性、さらに量産・リサイクル性を兼ね備えた固体電解質を創製し、実験と計算科学の両面から全固体リチウム電池を構築するための新たな設計指針を得ることを目的とする。