2016 Fiscal Year Annual Research Report
Vacuum electrochemical atomic force microscopy on ionic-liquid/electrode interfaces
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26286050
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
一井 崇 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30447908)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉村 博之 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10293656)
邑瀬 邦明 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30283633)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 原子間力顕微鏡 / 走査プローブ顕微鏡 / イオン液体 / 電気化学 / 固液界面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き、リチウムイオン電池電極材料であるチタン酸リチウム単結晶 (LTO) についてのAFM分析について取り組んだ。今年度は、Li塩を添加したイオン液体を電解液とし、真空電気化学AFMを用いて、電解液中においてLTO電極へのLiイオン挿入過程の観察を行った。まずAFMプローブを試料表面へアプローチ可能なオープンタイプ電池セルを開発し、電気化学計測により、本セル中でLTO電極へLiイオンの脱挿入が可能であることを確認した。次に、この開発したセルを用いて、真空電気化学AFMにより分析をおこなった。ex situ測定では、Li挿入に伴い、LTO(111)試料表面に直径50 nm、高さ0.5 nmほどの円形の凸部が確認された。その凸部はLTO(111)面のテラス上及び原子ステップ端双方に形成された。この結果より、Liイオン挿入がLTO表面に均一に生じるのではなく、ドメイン状に生じること、また同じくリチウムイオン電池電極であるグラファイト電極などと異なり、ステップ端から選択的にLiイオンが挿入されるわけではないことが確認された。一方、in situ分析においては、探針走査領域においての表面構造が変化せず、Liイオン挿入は確認されなかった。しかし、走査領域から少し離れた領域においては、表面構造が大きく変化しており、LTO電極にリチウムイオンが挿入されたことが確認された。この結果は、探針が表面近傍に存在することにより、その近傍でのLiイオン挿入が阻害された可能性がある。以上のように、本課題により真空電気化学AFMによるイオン液体電極反応場の分析を達成するとともに、学術的にも実用的にも重要であるリチウムイオン蓄電池への展開を進めることができた。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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