2008 Fiscal Year Annual Research Report
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19017018
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
高田 和典 National Institute for Materials Science, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, グループリーダー (40354401)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂口 勲 独立行政法人物質・材料研究機構, 光材料センター, 主任研究員 (20343866)
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| Keywords | ナノイオニクス / 固体電解質 / リチウム電池 / ヘテロ界面 / 空間電荷層 / パルスレーザー堆積法 |
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| Research Abstract |
全固体リチウム電池の電極活物質/固体電解質界面におけるナノイオニクス現象を詳細に調べるため、さまざまなイオン伝導性材料をこの界面に介在させ、界面インピーダンスに及ぼす影響を調べた。
その結果、
(1)酸化物正極と硫化物固体電解質の界面に酸化物固体電解質を介在させた場合、これまでに調べたいずれの組み合わせにおいても類似の界面抵抗低減効果が観測され、この界面における高抵抗発生要因、酸化物固体電解質層介在による抵抗低減現象が、高電位酸化物正極と硫化物固体電解質界面において普遍的なものであることが示唆された。
(2)硫化物固体電解質として、リチウム組成の異なった固体電解質を用いた場合も、界面抵抗に大きな違いは見られず、空間電荷層におけるリチウムイオン濃度が界面を形成する2相のアニオンによりほぼ決められているものと考えられた。
また、界面現象をより詳細に調べるため、パルスレーザー堆積法による薄膜界面の作製に取り組み、以下の知見を得た。
(1)これまでほとんど検討されてこなかったレーザーフルエンス等のアブレーション条件が、得られる薄膜の結晶性に大きな影響を及ぼすこと。
(2)従来のLiCo0_2薄膜の作製では、リチウムの散逸を補うためにリチウム過剰組成のターゲットを用い、コバルトの高酸化状態を保つために高酸素分圧下で成膜されてきた。それに対して、低酸素分圧下において成膜することにより、化学量論組成のターゲットから単相のLiCoO_2薄膜が得られることを明らかにした。
(3)上記の検討の結果、サファイアc面上に原子レベルで平滑な状態のLiCo0_2薄膜をエピタキシャル成長することに成功した。
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