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固体電解質内部におけるLiイオン濃度分布測定:長年の謎の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K14088
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 無機工業材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

一杉 太郎  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (90372416)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード固体電解質 / 電極 / 電気化学 / リチウム / 電圧印加 / 全固体電池 / 空間電荷層 / 界面抵抗 / リチウムイオン電池 / 無機工業化学 / 先端機能デバイス / セラミックス
研究成果の概要

全固体リチウム電池は安全性、高エネルギー密度、高出力、長寿命という特徴から次世代電池として期待されている。しかし、固体電解質と正極が形成する界面における高界面抵抗がボトルネックとなり、大容量の全固体Li電池はいまだ実用化していない。したがって、この界面における抵抗の起源やリチウムイオンの分布を明らかにする必要がある。
そこで本研究は、ラザフォード後方散乱法、核反応分析法、さらに中性子反射率測定を用いて、電圧印加しながら界面近傍のリチウム濃度分布を計測した。電圧印加に伴い、固体電解質内でリチウムイオンがどのように濃度分布するのか、定量的な観測に成功した。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Nonvolatile Memory Device with Very Low Power Consumption Based on the Switching of a Standard Electrode Potential2017

    • 著者名/発表者名
      Issei Sugiyama, Ryota Shimizu, Tohru Suzuki, Kuniko Yamamoto, Hideyuki Kawasoko, Susumu Shiraki, and Taro Hitosugi
    • 雑誌名

      APL Materials

      巻: 5 号: 4 ページ: 046105-046105

    • DOI

      10.1063/1.4980031

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 中性子反射率法を用いたLiCoO2正極/固体電解質界面におけるLi分布の解析2017

    • 著者名/発表者名
      小林 成, 杉山 一生, 清水 亮太, 花島 隆泰, 宮田 登, 武田 全康, 一杉 太郎
    • 学会等名
      小林 成, 杉山 一生, 清水 亮太, 花島 隆泰, 宮田 登, 武田 全康, 一杉 太郎
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-03-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 小林 成, 杉山 一生, 清水 亮太, 花島 隆泰, 宮田 登, 武田 全康, 一杉 太郎2017

    • 著者名/発表者名
      中性子反射率測定によるLiCoO2正極/固体電解質界面のLi分布の解析
    • 学会等名
      日本表面科学会第2回関東支部講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Neutron reflectometry studies of Li-ion distribution in LiCoO2 cathode/solid-electrolyte interfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Kobayashi, Issei Sugiyama, Ryota Shimizu, Takayasu Hanashima, Noboru Miyata, Masayasu Takeda, and Taro Hitosugi
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 中性子反射率及び核応分析法による固体電解質中 Li 濃度分布の決定2016

    • 著者名/発表者名
      杉山 一生, 齋藤 正裕, 宮田 登, 花島 隆泰, 阿久津 和宏, 青木 靖仁, 大塚 祐二, 武田 全康, 清水 亮太, 一杉 太郎
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 東京工業大学 一杉研究室ホームページ

    • URL

      http://www.apc.titech.ac.jp/~thitosugi/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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