Synthesis of all-solid-state lithium-ion battery materials based on investigation of nanoparticle formation in thermal plasma

• Project/Area Number: 24K00621
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 14030:Applied plasma science-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 渡辺 隆行 九州大学, 工学研究院, 教授 (40191770)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 学 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10707152) ; 茂田 正哉 東北大学, 工学研究科, 教授 (30431521)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000); Fiscal Year 2026: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2024: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
• Keywords: 熱プラズマ / プラズマプロセス / 全固体リチウムイオン電池 / ナノ粒子 / プラズマ診断

Outline of Research at the Start

プラズマ中にコロイドがナノスケールで混相した熱流体は，活性種の生成空間と反応空間が重畳している非平衡反応場である。本研究課題では，この特異な反応場に存在するプリカーサーの物理化学的な変動現象を可視化することにより，従来のプロセスの律速段階を改善し，高速かつ高効率のナノ粒子合成プロセスを実現することを目的とする。プロセスの対象物は，ミストや蒸気がコロイド状態となり，プラズマの構成物質となっている。活性種の非平衡反応が支配する時間的・空間的に特異なナノ混相流に存在するプリカーサーの物理化学的な変動現象を解明して，全固体リチウムイオン電池材料用ナノ粒子合成プロセスに展開する。