Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
全固体Li電池は高い安全性などから次世代の二次電池として注目されている。しかしながら、高出力化にはまだ課題があり、これは電極/固体電解質の界面におけるLi移動のしにくさに起因している。従って、埋もれた界面を原子スケールで理解し、Li移動がしやすい状態にすることが重要となる。本研究では金属水素化物および金属酸化物電極と固体電解質の界面について、放射光X線回折によるLi電池の電極/固体電解質界面構造の非破壊観察を行った。容量の大幅な増加が期待されている金属水素化物材料としてTiH2のエピタキシャル薄膜に着目し、初期成長段階(<5 nm)における結晶格子に由来する回折は確認した。しかしながら、水素化物の薄膜では基板に酸化物を用いていることも関連して、界面近傍で原子拡散が起きていることが示唆されており、全原子解析できるほどの秩序を得ることはできなかった。結晶成長技術の向上が今後急務である。そこで、薄膜成長技術が成熟している酸化物系(LiCoO2, LiTi2O4)に立ち返り、薄膜型Li電池の構造における放射光X線回折を行った。酸化物の系においては、原子レベルで界面の原子配列構造を決定することに成功した。また、界面に電気双極子を導入した積層構造を導入することで、Liの自発的拡散が制御された低い界面抵抗を有する良質な界面が得られるという結論を得た。このように、原子配列の乱れが少ない界面の作製指針を示すことができた。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2019 2018 2017
All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results, Open Access: 5 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Invited: 3 results)
AIP Advances
Volume: 9 Issue: 1 Pages: 015027-015027
10.1063/1.5066367
Volume: 8 Issue: 9 Pages: 095101-095101
10.1063/1.5048441
APL Materials
Volume: ５ Issue: 8 Pages: 086102-086102
10.1063/1.4996984
Nature Communications
Volume: ８ Issue: 1 Pages: 15975-15975
10.1038/ncomms15975
Volume: 5 Issue: 4 Pages: 046105-046105
10.1063/1.4980031
Thin Solid Films
Volume: 621 Pages: 202-206
10.1016/j.tsf.2016.12.006
