2018 Fiscal Year Annual Research Report
負極反応の活性サイト制御による水素化物の全固体Liイオン電池への新展開
Publicly Offered Research
| Project Area | 3D Active-Site Science |
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17H05216
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
清水 亮太 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (70611953)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 全固体Li電池 / 金属水素化物 / 遷移金属酸化物 / 放射光構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全固体Li電池は高い安全性などから次世代の二次電池として注目されている。しかしながら、高出力化にはまだ課題があり、これは電極/固体電解質の界面におけるLi移動のしにくさに起因している。従って、埋もれた界面を原子スケールで理解し、Li移動がしやすい状態にすることが重要となる。本研究では金属水素化物および金属酸化物電極と固体電解質の界面について、放射光X線回折によるLi電池の電極/固体電解質界面構造の非破壊観察を行った。
容量の大幅な増加が期待されている金属水素化物材料としてTiH2のエピタキシャル薄膜に着目し、初期成長段階(<5 nm)における結晶格子に由来する回折は確認した。しかしながら、水素化物の薄膜では基板に酸化物を用いていることも関連して、界面近傍で原子拡散が起きていることが示唆されており、全原子解析できるほどの秩序を得ることはできなかった。結晶成長技術の向上が今後急務である。
そこで、薄膜成長技術が成熟している酸化物系(LiCoO2, LiTi2O4)に立ち返り、薄膜型Li電池の構造における放射光X線回折を行った。酸化物の系においては、原子レベルで界面の原子配列構造を決定することに成功した。また、界面に電気双極子を導入した積層構造を導入することで、Liの自発的拡散が制御された低い界面抵抗を有する良質な界面が得られるという結論を得た。このように、原子配列の乱れが少ない界面の作製指針を示すことができた。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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