2012 Fiscal Year Annual Research Report
次世代蓄電デバイス開発にむけての基礎研究―全固体蓄電デバイスの開発
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22245035
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
菅野 了次 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (90135426)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平山 雅章 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (30531165)
武田 保雄 三重大学, 事務局, 理事 (60093051)
米村 雅雄 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (60400602)
田村 和久 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用開発部門, 研究員 (10360405)
園山 範之 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50272696)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | エネルギー変換 / リチウム電池 / 電極界面 / 固体電解質 / リチウムイオン伝導体 |
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| Research Abstract |
本研究では、次世代蓄電デバイス開発のための新たなサイエンスを創成するため、以下の研究項目について成果を得た。
１．電池界面反応解明：蓄電デバイスはエネルギー貯蔵と電気-化学エネルギー変換機能を併せ持つ。エネルギー変換は電気化学界面で進行するが、界面反応はブラックボックスである。放射光、中性子散乱法、NMR分光法などの最先端の物理化学的な手法により固体界面反応の解明をめざした。放射光を用いたＸ線表面回折手法を確立し、電気化学界面形成に伴う表面構造の再構築過程を解明した。中性子反射率法による界面構造解析手法を構築し、電極内部から空間電荷層領域にわたる構造変化を観測した。蓄電デバイスの安全性と信頼性を向上するためには、劣化の原因となる電気化学界面での反応挙動の解明が最重要課題である。界面反応現象の解明を可能にする手法を開発した。
２．新物質創成：新物質創成をめざした。新たな物質系の探索は、未来の蓄電デバイス開発の鍵である。界面反応の知見に基づいた新たな設計指針に基づいて新物質を見いだすことを目的として研究を進めた結果、最高のイオン伝導率を持ち、液体電解質を凌駕するイオン導電率を持つ初めてのリチウム固体電解質を発見した。液体電池の特性に匹敵する全固体電池の開発が可能にする成果を得た。
３．蓄電池の新たな形態の創出：半導体デバイスが真空管からLSIへ進歩を遂げたように、古典的な蓄電池から脱却したエネルギーデバイス創出を目指し、高密度で集積可能なセル開発に寄与する基礎研究を展開した。電極および電解質の単結晶薄膜を合成し、積層による構造変化と物性変化を明らかにした。新たな電池形態の提案により、新規な蓄電デバイスへの展開が期待される成果である。
本研究では次世代蓄電デバイスの展開に向けた反応機構の解明研究、物質探索研究、デバイス構造開拓研究のいずれにおいても大きな成果を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] LiMn2O4電極における表面修飾効果の発現機構2013
Author(s)
鈴木耕太,KimKyungsu,田港聡,萩原明日菜,SonJin-Young,田村和久,稲見俊哉,小西啓之,水木純一郎,平山雅章,菅野了次
Organizer
電気化学会第80回大会
Place of Presentation
東北大学（宮城県）
Year and Date
20130329-20130331
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[Presentation] Modification effects on Structural Changes of LiMn2O4 Electrode during the Electrochemical Process2012
Author(s)
K. Suzuki, K. Kim, S. Taminato, M. Komo, A. Hagiwara, J. Son, T. Inami, H. Konishi, K. Tamura, J. Mizuki, M. Hirayama, and R. Kanno
Organizer
Pacific Rim Meeting on Electrochemiacl and Solid-State Science (PRiME2012)
Place of Presentation
Hawaii Convention Center & the Hilton Hawaiian Village(Hawaii, USA)
Year and Date
20121007-20121012
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