| 研究課題/領域番号 |
16K05930
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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 |
無機工業材料
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
田中 功 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (40155114)
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| 研究協力者 |
綿打 敏司
長尾 雅則
丸山 祐樹
吉原 理紗
中澤 千恵
小林 千夏
佐藤 信賢
中村 成伸
南牟禮 志歩
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 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)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 単結晶育成 / イオン伝導体 / 全固体リチウムイオン電池 / チタン酸ランタンリチウム / ニオブ酸ランタンリチウム / コバルト酸リチウム / 異方性 / リチウムイオン伝導体 / TSFZ法 / バルク単結晶育成 / イオン伝導度 / 結晶成長 / 低消費電力・高エネルギー密度 / 無機工業化学 / 格子欠陥 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高容量で安全性の高い全固体リチウムイオン電池の開発を目指して、分解溶融酸化物固溶体であるリチウムイオン伝導体酸化物のバルク結晶を溶媒移動浮遊帯域溶融法（TSFZ法）により育成し異相やドメインのない最適な育成条件を明らかにするとともに、イオン伝導度の異方性を調べた。
その結果、TSFZ法により育成条件を最適化することで、異相やドメインのないニオブ酸ランタンリチウム(LLNb)、チタン酸ランタンリチウム(LLTi)、コバルト酸リチウムのバルク単結晶に育成に成功した。さらに、イオン伝導度の異方性をもとに、焼結体のイオン伝導性の低下の原因について明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果により、イオン伝導体酸化物単結晶を全固体リチウムイオン電池の固体電解質や正極材に応用することが可能となった。それによって、これまで全固体リチウムイオン電池の開発において問題となっていた界面抵抗やイオン伝導性の劣化、リチウム針状結晶の析出などを解決するうえで大いに役立つと考えられ、全固体リチウムイオン電池分野の基礎研究や開発に大いに貢献するものと期待される。今後は、本研究成果を全固体リチウムイオン二次電池への応用研究に展開することで、リチウムイオン伝導体酸化物単結晶を基板に用いた究極の次世代全固体リチウムイオン電池の開発に繋がると期待される。
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