| 研究課題/領域番号 |
15K04603
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ構造物理
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
高田 啓二 関西大学, システム理工学部, 教授 (50416939)
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| 研究分担者 |
内野 喜一郎 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (10160285)
梶山 博司 徳島文理大学, 理工学部, 教授 (80422434)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | ひずみイメージング / リチウムイオン二次電池 / プローブ顕微鏡 / リチウムイオン2次電池 |
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| 研究成果の概要 |
リチウムイオン電池内のリチウムイオンの動きを非破壊高分解能で観察する手法－ひずみイメージング－の研究と、その応用計測とを行った。
体積変化が極めて小さい活物質を塗布した電極の観察では、活物質粒子間の充放電に伴う電解液流動を鮮明に示す画像が取得された。さらに観察を続けると、電解液のドライアウト現象の進行を捉えることができた。
新たな電池として注目されている全固体電池の最重要課題は、界面および粒子間のイオン伝導である。我々は、イオンの吸蔵放出に伴う活物質のエネルギーギャップ変化を、光誘起ひずみイメージングで捉えることにより、活物質‐固体電解質界面でのイオン伝導を高分解能で画像化した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
リチウムイオン電池のエネルギー密度向上のためには、活物質層を厚くする必要がある。しかし厚い活物質層への電解液の浸透は難しい。さらに、充放電に伴うリチウムイオン移動を円滑に行うためには、活物質層中の電解液の流動が必要である。これらのため、活物質層の厚みは制限されている。従って電解液の浸透と流動のための活物質粒子の分散は重要な技術課題である。
本研究成果は、電解液の活物質層中への浸透と流動を非破壊高分解能計測できる手法を提供するとともに、電解液のドライアウトを捉えられることを実証した。粒子分散の結果を検証し、その検証結果を参考に、さらなる技術改良を行うために不可欠な評価方法を提供したと考えられる。
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