中性子・ミュオン協奏オペランド測定による全固体蓄電池内のイオン拡散挙動の解明

• Project/Area Number: 23K26413
• Project/Area Number (Other): 23H01720 (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 26040:Structural materials and functional materials-related
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 森 一広 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (40362412)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩瀬 謙二 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (00524159) ; 梅垣 いづみ 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (20638522) ; 大場 洋次郎 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60566793) ; 本田 孝志 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (70735745)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000); Fiscal Year 2026: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2025: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2023: ¥12,610,000 (Direct Cost: ¥9,700,000、Indirect Cost: ¥2,910,000)
• Keywords: 蓄電池 / 構造 / イオン拡散 / 中性子 / ミュオン

Outline of Research at the Start

本研究では、充放電下(オペランド)で全固体蓄電池の中性子散乱(回折)実験及びミュオンスピン回転緩和実験を行うことで、協奏的量子ビ ーム利用の切り口から電池性能をフルに引き出すための“伝導イオンが高速で移動できるバルク及び固-固界面構造”を突き止める。本研究の目的を達成するため、J-PARC MLF施設の最新鋭中性子散乱(回折)装置群及びミュオン分光器群を駆使すると共に、最新の構造・イオン伝導経路可視化技術と融合することで、充放電中のバルク構造(原子配列)と固-固界面構造、イオン伝導経路を可視化し、さらには伝導イオンの拡散挙動までも直接観察する。