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電極界面の新規in situ分光計測法によるLiイオン電池の負極SEIの挙動解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K21030
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物理化学
分析化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

岩橋 崇  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (30402423)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード電気化学 / 電気二重層 / 電極界面 / 和周波発生振動分光 / SFG / Liイオン電池 / イオン液体 / ヒステリシス / in situ計測 / 電池 / 和周波振動分光 / 表面・界面物性 / 電気化学分析 / 電気化学反応 / 蓄電デバイス
研究成果の概要

生活に欠かせない蓄電デバイスを扱う電気化学の分野で、電解液/電極界面は電気化学反応場となる根源的なナノ領域であり、その複雑な微視的挙動の理解は当該分野の基礎・応用に跨る基本的な要請の一つである。本研究では表面・界面敏感な振動分光である赤外-可視和周波発生振動分光(SFG)を用いて電解液/電極界面構造の直接計測手法を確立し、これをLiイオン電池系を含む様々な展開することで(1)Li塩添加によるイオン液体電解液系における電気化学安定性向上や(2)イオン吸着・脱離挙動のヒステリシス挙動のメカニズム解明にかかわる重要な知見が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電池などの様々な電気化学デバイスの機能性を決定づける「電解液/電極界面構造の直接計測手法の確立」はデバイスの機能性発現メカニズムの理解の一助となり、性能改善に向けた新たなデバイス設計指針の立案に繋がることが期待される。また、これまでの電気化学デバイス評価では全く考慮されていなかった「電解液/電極界面におけるイオン吸着・脱離の電位応答ヒステリシスの理解」は、デバイス評価の精度改善に寄与するだけでなく、電気化学の教科書における当該項目の記述内容の更新に繋がる可能性もあり、電気化学の分野における基礎・応用双方に跨り波及効果の高い成果であると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Ionic liquid-based electrolytes containing surface-functionalized inorganic nanofibers for quasisolid lithium batteries2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Yuuki, Yuichi Konosu, Minoru Ashizawa, Takashi Iwahashi, Yukio Ouchi, Yoichi Tominaga, Rie Ooyabu, Hajime Matsumoto, Hidetoshi Matsumoto
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 2 号: 3 ページ: 835-841

    • DOI

      10.1021/acsomega.6b00480

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] IV-SFG studies on the effect of Li+ in extending the electrochemical window at the Pt |[C2mim][FSA] interface2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Iwahashi, Yujiro Miwa, Wei Zhou, Yasunari Sakai, Masaki Yamagata, Masashi Ishikawa, Doseok Kim, and Yukio Ouchi
    • 雑誌名

      Electrochem. Commun.

      巻: 72 ページ: 54-58

    • DOI

      10.1016/j.elecom.2016.09.003

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 和周波分光を用いたイオン液体埋没界面の計測2016

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇, 大内 幸雄
    • 雑誌名

      分光研究

      巻: 65 ページ: 285-298

    • NAID

      40021111756

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] イオン液体/Pt電極界面における電位応答ヒステリシスのイオン種依存性の研究2019

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇, 周 尉, Kim Doseok, 大内 幸雄
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 希釈電解液/Pt電極界面における電位応答ヒステリシスのイオン種依存性の研究2019

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇, 周 尉, Kim Doseok, 大内 幸雄
    • 学会等名
      電気化学会第86大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体/Pt電極界面における電位応答ヒステリシスのイオン種依存性の研究2018

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇, 周 尉, Kim Doseok, 大内 幸雄
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] IV-SFG studies on lithium salt concentration dependent interface structure of Pt/glyme-lithium solvate ionic liquids2018

    • 著者名/発表者名
      斉 成紫, 岩橋 崇, 山口 征太郎, 藤田 正博, 大内 幸雄
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Li塩添加によるイオン液体/Pt電極系の電位窓拡張と電極界面構造の相関2018

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇, 三輪 祐次郎, 山縣 雅紀, 石川 正司, 周 尉, Kim Doseok, 大内 幸雄
    • 学会等名
      2018年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] IV-SFG studies on the Li concentration dependence of interface structure of Pt/glyme-lithium solvate ionic liquids2018

    • 著者名/発表者名
      斉 成紫, 岩橋 崇, 山口 征太郎, 藤田 正博, 大内 幸雄
    • 学会等名
      2018年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Li 塩添加によるイオン液体/Pt 電極系の電位窓拡張と電極界面構造の相関2018

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇, 三輪 祐次郎, 山縣 雅紀, 石川 正司, 周 尉, Kim Doseok, 大内 幸雄
    • 学会等名
      第9回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] IV-SFG studies on lithium salt concentration dependent interface structure of Pt/glyme-lithium solvate ionic Liquids2018

    • 著者名/発表者名
      斉 成紫, 岩橋 崇, 山口 征太郎, 藤田 正博, 大内 幸雄
    • 学会等名
      第9回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] IV-SFG Studies on the Effect of Li+ in Improving the Cathodic Stability at the Interfaces of Pt Electrode and Ionic Liquids2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Iwahashi, Yujiro Miwa, Wei Zhou, Masaki Yamagata, Masashi Ishikawa, Doseok Kim, Yukio Ouchi
    • 学会等名
      The 6th Asian-Pacific Conference on Ionic Liquids & Green Processes
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IV-SFG Studies on Interface Structure of Pt/Glyme-Lithium Solvate Ionic Liquids: Lithium Salt Concentration Dependence2018

    • 著者名/発表者名
      Chengzi Qi, Takashi Iwahashi, Seitaro Yamaguchi, Masahiro Fujita, Yukio Ouchi
    • 学会等名
      the 6th Asian-Pacific Conference on Ionic Liquids & Green Processes
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二成分系イオン液体/Pt電極界面におけるアニオン共吸着状態の研究2018

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇,周 尉,Kim Doseok,大内 幸雄
    • 学会等名
      電気化学会第85大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] IV-SFG studies on the interface structure of Pt/glyme-Lithium salt electrolyte2018

    • 著者名/発表者名
      斉 成紫, 岩橋 崇, 山口 征太郎, 藤田 正博, 周 尉, 大内 幸雄
    • 学会等名
      電気化学会第85大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機溶媒で希釈されたイオン液体/Pt電極界面における電位応答ヒステリシスの研究2018

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇, 周 尉, Kim Doseok, 大内 幸雄
    • 学会等名
      日本化学会第98大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] IV-SFG studies on electrode/solvate ionic liquid interface2018

    • 著者名/発表者名
      斉 成紫, 岩橋 崇, 山口 征太郎, 藤田 正博, 周 尉, 大内 幸雄
    • 学会等名
      日本化学会第98大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機溶媒で希釈されたイオン液体/Pt電極界面における電位応答ヒステリシスの研究2017

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇, 酒井 康成, 周 尉, Kim Doseok, 大内 幸雄
    • 学会等名
      電気化学会第84回大会
    • 発表場所
      首都大学東京・南大沢キャンパス
    • 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] IV-SFG studies on the effect of zwitterion additive on the anodic-stability of Lithium-ion battery2017

    • 著者名/発表者名
      斉 成紫, 三輪 祐次郎, 岩橋 崇, 山口 征太郎, 藤田 正博, 大内 幸雄
    • 学会等名
      電気化学会第84回大会
    • 発表場所
      首都大学東京・南大沢キャンパス
    • 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] IV-SFG 法を用いたイオン液体/Pt 電極界面構造の Li+ 添加効果に関する研究(II)2017

    • 著者名/発表者名
      三輪 祐次郎, 岩橋 崇, 酒井 康成, 山縣 雅紀, 石川 正司, 周 尉, 大内 幸雄
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学・日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] IV-SFG studies on the effect of zwitterion additive on the anodic-stability of Lithium-ion battery2017

    • 著者名/発表者名
      Chengzi Qi, Yujiro Miwa, Takashi Iwahashi, Seitaro Yamaguchi, Masahiro Fujita, Yukio Ouchi
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学・日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体/Pt 電極界面におけるイオン吸着脱離挙動の電位応答ヒステリシス2017

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇
    • 学会等名
      分子研研究会:不均一なゆらぎとその周辺の科学
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオン液体/Pt電極界面における電位応答ヒステリシスのイオン種依存性の研究2017

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇,周 尉,Kim Doseok,大内 幸雄
    • 学会等名
      2017年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機溶媒で希釈されたイオン液体/Pt電極界面における電位応答ヒステリシスの研究2017

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇,周 尉,Kim Doseok,大内 幸雄
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] IV-SFG studies on the effect of zwitterion additive on the anodic-stability of Lithium-ion battery2017

    • 著者名/発表者名
      斉 成紫, 三輪 祐次郎, 岩橋 崇, 山口 征太郎, 藤田 正博, 大内 幸雄
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機溶媒で希釈されたイオン液体/Pt電極界面における電位応答ヒステリシスの研究2017

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇, 周 尉, Kim Doseok, 大内 幸雄
    • 学会等名
      第8回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] IV-SFG studies on the effect of zwitterion additive on the anodic-stability of Lithium-ion battery2017

    • 著者名/発表者名
      斉 成紫, 三輪 祐次郎, 岩橋 崇, 山口 征太郎, 藤田 正博, 大内 幸雄
    • 学会等名
      第8回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] IV-SFG 法を用いたイオン液体/Pt 電極界面構造の Li+ 添加効果に関する研究(II)2016

    • 著者名/発表者名
      三輪 祐次郎, 岩橋 崇, 酒井 康成, 山縣 雅紀, 石川 正司, 周 尉, 大内 幸雄
    • 学会等名
      第7回イオン液体討論会
    • 発表場所
      金沢市文化ホール
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] IV-SFG法を用いたイオン液体/Pt電極界面構造のLi+添加効果に関する研究(II)2016

    • 著者名/発表者名
      三輪 祐次郎, 岩橋 崇, 酒井 康成, 山縣 雅紀, 石川 正司, 周 尉, 大内 幸雄
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会2016
    • 発表場所
      神戸ファッションマート
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 和周波発生振動分光で見たイオン液体の表面・界面ナノ構造2016

    • 著者名/発表者名
      岩橋 崇, 大内 幸雄
    • 学会等名
      第6回光科学異分野横断萌芽研究会
    • 発表場所
      伊東・山喜旅館
    • 年月日
      2016-08-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Li+ addition effect on ionic liquid/Pt electrode interfacial structure2016

    • 著者名/発表者名
      Yujiro Miwa, Takashi Iwahashi, Yasunari Sakai, Masaki Yamagata, Masashi Ishikawa, Wei Zhou, Yukio Ouchi
    • 学会等名
      7th SFG Workshop
    • 発表場所
      東京工業大学・大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 東京工業大学 物質理工学院・材料系 大内研究室

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/lab/ouchi/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 東京工業大学物質理工学院・材料系 大内研究室

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/lab/ouchi/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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