| 研究課題/領域番号 |
17H01322
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
複合材料・表界面工学
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
是津 信行 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (10432519)
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| 研究分担者 |
手嶋 勝弥 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00402131)
林 文隆 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (20739536)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
43,160千円 (直接経費: 33,200千円、間接経費: 9,960千円)
2021年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2020年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2019年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2018年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2017年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | セラミックス / 自己組織化 / 固体イオニクス / 固体電解質 / 表面・界面物性 / 結晶工学 / セパレータ / 全固体電池 / リチウムイオン電池 / 結晶成長 / イオン結晶 / セミラックス |
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| 研究成果の概要 |
板状結晶の自己組織的組積構造配列を指導原理に，薄くて緻密な結晶/ガラス複合体を低温形成可能な焼結技術を開発した。具体的には，トポタクティック反応を利用した板状形状の固体電解質結晶の育成と組積構造集積化技術を構築した。臨界電流密度測定の結果，両面にリチウム金属を貼付しても短絡が見られなかったことから，組積集積化による迷路効果が認められた。さらに，板状結晶表面をより伝導度の高い低融点ガラス製固体電解質層で被覆することにより，ガラス電解質層を優先的に拡散するイオン伝導経路が形成されることを見出した。さらに，粒界や異相界面におけるイオン伝導性と相安定性に優れる，新規ガーネット型固体電解質を開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
新規焼結技術においては，液相を介したプロセスであるため，従来法に比べて焼結体内の熱応力や歪みは解放され，粒界などに蓄積しない。これら特長により，焼結体内部構造の不均一性が劇的に緩和されるため，薄膜化した焼結体の形成プロセスにおける歩留まりの大幅な改善が期待できる。電池材料開発においては，組積構造による迷路効果を利用した，これまでにない指導原理も基づくリチウムイオンデンドライト成長と電池短絡の抑制方法を提案した。全固体電池の早期実用化の貢献に資する技術と言える。その他，組積構造による限界性能の突破やこれまでになかった新しい機能が爆発的に創発されることが期待される。
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