2007 Fiscal Year Annual Research Report
全固体薄膜二次電池材料のレーザー・コンビナトリアル法による開発
| Project/Area Number |
17205017
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
河村 純一 Tohoku University, 多元物質科学研究所, 教授 (50142683)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神嶋 修 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90321984)
桑田 直明 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (00396459)
服部 武志 東京理科大学, 理学部, 教授 (20029234)
小島 彬 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (00205379)
|
|---|
| Keywords | 薄膜二次電池 / リチウム電池 / レーザー蒸着法 / コンビナトリアル / リチウムイオン伝導体 |
|---|
| Research Abstract |
本研究は、将来的な超小型電源として期待される全固体薄膜二次電池の開発に資するために、パルス・レーザー蒸着法(PLD法)を用いて、様々な材料を自動的に組み合せて(コンビナトリアル手法)、複数種類の薄膜電池を同時に作り、最適な条件を探索するものである。本年度の成果は、以下のように要約される。
i) コンビナトリアル電池作成・評価法の開発
昨年度から開発を進めてきたレーザースキャン組成傾斜正極薄膜法を発展させ、本年度は一枚の基板上に組成の異なる16個の薄膜電池を一括作成することに成功した。更に、独自に開発したマルチチャンネルCV装置により16個の薄膜電池を一括して電気化学評価できるようになった。
ii) シーケンシャル電池作成法の開発
昨年度に開発した自動マスク交換方式のPLDチャンバーにより、薄膜電池作成の全プロセスを真空を破る事無く実行できる様になった(シーケンシャル作成)。これにより、薄膜電池作成の歩留まり率は大幅に向上した。
iii) 固体電解質薄膜用PLD技術最適化
薄膜固体電池材料で最も重要となる固体電解質の作成法についても、レーザー波長とパルス強度等を最適化する事により、これまで均質な薄膜化が困難であった種々のリチウムリン酸塩やホウ酸塩、ケイ酸塩、アルミン酸、ジルコン酸系についても、良質な薄膜が得られるようになった。これにより、薄膜電池材料の組み合わせ自由度が格段に増加し、金属リチウム負極に対しても安定な固体電池を作成することに成功した。
以上の結果は、第16回固体イオニクス国際会議(上海)、固体イオニクス国際会議(インドネシア)、第2回ICPSSI(東京)、固体イオニクス討論会、日本物理学会等で発表された。また、2008年の第17回固体イオニクス国際会議(インド)でも発表予定である。
|
