2021 Fiscal Year Annual Research Report
深さ分解X線光電子分光法による界面異相抵抗発現機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Science on Interfacial Ion Dynamics for Solid State Ionics Devices |
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| Project/Area Number |
20H05300
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
増田 卓也 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 副拠点長 (20466460)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 全固体電池 / 固固界面 / その場観察 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、入射光としてAl-Kα, Ag-Lα, Cr-Kα線源を具備する実験室型X線光電子分光装置を基盤として、電池試作環境から真空槽への大気非曝露搬送および充放電中におけるその場測定が可能な独自のシステムを開発してきた。この一連の装置により、計画研究A01班により作製された薄膜型の標準電池を対象として、LCO/LATP界面における組成およびバンド構造の深さ分解分析を進めてきた。
その結果、Cr-Kα線源を用いた硬X線光電子分光測定であれば、10 nm程度のLCOに埋もれたLATPの構成元素のうち、O 1s、Al 1sなどの観察が可能であることが実証された。このLCO/LATP界面においては、LATP単体表面には現れない特異なAl種が見出されている。この化学種の深さ分布および充放電中の動的な挙動を観察する目的で、さらに、薄膜電池試料に電圧を印加しながらX線－試料－アナライザのジオメトリを制御して光電子の脱出深さをチューニングするための角度分解試料ホルダを開発した。
2023年度まで継続される新学術領域研究「蓄電固体界面科学」において、引き続き、関連研究者として活動し、ここまでに開発してきた装置および計測技術群を充放電時における界面の動的構造とイオン輸送抵抗の関係を明らかにするために活用する。
加えて、公募研究A01班により開発された負極用新材料を対象とした反応解析も2020年度より継続しており、新材料が従来材料よりはるかに優れたサイクル特性を生み出す起源が明らかになりつつある。別途、開発を進めているプローブ顕微鏡によるナノ構造・力学特性マッピング技術なども援用して、劣化現象のマルチスケール理解を目指した研究へと展開させる。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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