2019 Fiscal Year Research-status Report
超リチウムイオン伝導性低融点酸化物材料の開発と全固体電池への展開
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18K14318
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山本 貴之 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50810884)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 固体電解質 / イオン伝導 / 全固体電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下に、交付申請書に記載した本年度の研究実施計画を抜粋する。
「本研究課題の２年目である平成３１年度では、新規酸化物固体電解質材料の物性制御を行う。１年目で確立した合成条件を基に、化学組成を制御することで融点の低い、かつリチウムイオン伝導性の高い材料の開発を行う。イオン置換を行うことで融点が低下し、リチウムイオンサイトに欠陥を導入することでリチウムイオン伝導性が向上すると期待できる。合成した試料は１年目と同様の手法で評価を行い、より低い融点、より高いリチウムイオン伝導性を併せ持つ組成の材料を開発する。」
本年度では、上記の研究実施計画に基づき、アンチペロブスカイト型固体電解質材料の化学組成の制御を目的として研究を行った。昨年度、メカノケミカル法により合成したアンチペロブスカイト型固体電解質Li2OHBrは25 ℃で1.1 × 10^-6 S/cmのイオン伝導率を示した。本年度はLi2OHBrを出発物質とし、ハロゲン混合、多価カチオン添加によるLiイオン欠陥の導入、水素量制御によるキャリア濃度の増大、といった観点から化学組成を制御し、イオン伝導率の向上を試みた。示差走査熱量測定より、合成した試料はいずれも300 ℃以下の融点を持つことが明らかとなった。また、室温での圧縮成型のみで相対密度90 %程度のペレット作製が可能であり、一般的な酸化物材料よりも「柔らかい」材料であることが示された。電気化学インピーダンス測定によりイオン伝導率を測定したところ、25 ℃におけるイオン伝導率は最大で3.6 × 10^-6 S/cmを示し、3倍以上のイオン伝導率の向上を達成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記【研究実績の概要】欄で記載した通り、本年度ではアンチペロブスカイト型固体電解質Li2OHBrを出発物質とし、化学組成を制御することでイオン伝導率の向上を達成した。示差走査熱量測定により、合成した固体電解質が300 ℃以下の融点を示すことを明らかにし、室温のプレス成型のみで緻密なペレットを作製可能であることを見出した。これまでの研究は実施計画書通りに実施されており、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度ではアンチペロブスカイト型固体電解質材料のイオン伝導率向上を達成した。最終年度である次年度は、実施計画通り、開発した固体電解質と適切な正極、負極材料を組み合わせて全固体電池を作製し、新規固体電解質材料の有用性を示す。
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