研究課題
若手研究(A)
蓄電池の理論容量と実容量のギャップを埋めるには、電極表面で生じる反応をその場でイメージとして計測する必要がある。そこで、独自に開発を行ってきた界面イオン伝導顕微鏡（走査型電気化学セル顕微鏡(SECCM)と改名）を用いて、実電池材料表面での反応性の不均一性の可視化と、結晶レベル（粒界や結晶面）での蓄電性能の定量評価を行う。これにより、電池の高出力化に不可欠な材料表面での反応性の不均一性形成のメカニズムの解明に取り組んだ。具体的には、SECCMの高機能・多機能化、グローブボックス内へのSECCMの配置と負極材料の評価、酸化物薄膜による正極材料表面の修飾効果を検討した。
蓄電池の電気化学計測は、サイクリックボルタンメトリー（CV）やインピーダンス計測が一般的に用いられてきたが、本研究で開発したSECCMは、その場で反応性を電流イメージとして取得することが可能である。また、ナノスケールの電気化学セルを用いることで、容量電流の影響を劇的に抑え、これまで評価が困難であった100 V/sを超える高速CVを実現した。このSECCMの高感度化・多機能化により、各点でCVや充放電特性を取得することや、グローブボックス内での蓄電池の評価、さらに、実際に蓄電池のサイクル特性を向上させるために行われているZrO2の薄膜修飾と表面の反応性の関係を明らかにすることができた。
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