2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of lithium superionic conducting oxide-based solid electrolytes with low melting point and their application to all-solid-state batteries
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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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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最終年度の研究実施計画を抜粋する。
「本研究課題の３年目である平成３２年度では、２年目までに開発した新規酸化物固体電解質材料を用いて、適切な正極、負極と組み合わせることで酸化物型全固体リチウム二次電池を作製する。低融点を持つ固体電解質材料では室温での圧縮、あるいはわずかな熱を与えることで良好な電極／固体電解質界面が構築できると期待される。作製した試料は電気化学インピーダンス測定、サイクリックボルタンメトリー測定、定電流充放電測定により電池特性を評価し、より高い電池特性を示す酸化物型全固体リチウム二次電池の設計指針を示す。」
最終年度には、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Li2OHBrを用いた全固体電池の作製とその特性評価を行った。まず、適切な電極材料を選定するため、Au/Li2OHBr/Liからなるセルを作製し、サイクリックボルタンメトリー測定によりLi2OHBrの電位窓を測定した。その結果に基づき、正極としてFe2(MoO4)3、負極としてLiを選定し、Fe2(MoO4)3、Li2OHBr、Liを室温でプレスすることでFe2(MoO4)3/Li2OHBr/Liからなる全固体電池を作製した。25℃でこの全固体電池の充放電測定を行ったところ、60サイクルの充放電反応後にも容量の劣化は認められず、優れたサイクル特性を示すことが明らかとなった。
本研究課題の研究機関全体の総括として、初年度にはメカノケミカル法によるアンチペロブスカイト型固体電解質の合成手法を見出し、2年目には組成の最適化によるリチウムイオン伝導率の向上を達成し、最終年度にはサイクル特性に優れた全固体電池の開発に成功した。
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