| 研究課題/領域番号 |
17K06846
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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 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
土屋 文 名城大学, 理工学部, 教授 (90302215)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | リチウム酸化物 / リチウムイオン二次電池 / リチウムイオン移動機構 / 飛行時間型反跳粒子検出法 / リチウム蓄積量その場測定 / 飛行時間型反跳粒子法 / その場測定 / リチウム蓄積量 |
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| 研究成果の概要 |
全固体リチウム(Li+)イオン二次電池試料に1.65～2.05 Vの各電圧まで充電しながら、9 MeVの銅イオン(Cu10+)ビームによる飛行時間型反跳粒子検出(ToF-ERD)法を用いて、正・負極側のそれぞれのLi濃度分布の変化をその場で測定し、充電時における正・負極/固体電解質界面近傍のLi+イオン移動機構について調べた。正極側のLiCoO2中のLi濃度は減少し、負極側のLATP中のLi濃度が増加することがわかった。従って、ToF-ERD法を用いて、正極のLi+イオンが電位勾配により負極へ駆動されることをその場で観測し、Li+イオン移動量を数十nmの深さ分解能で評価することを可能とした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
マグネトロンスパッタリング装置を用いて、厚さ約150 μmの全固体リチウムイオン二次電池を作製し、イオンビーム分析手法を利用して正・負極/固体電解質間のリチウムイオンの移動をその場で観測するという明確な目標があり、新たな発想で従来にはない取り組みを行った。
また、この提案した手法を用いることで、充放電時における正極、負極および固体電解質中の過渡的なリチウム濃度を評価することが可能となるため、より優れたリチウムイオン導電性能を有するリチウム電池の開発へとつながることが期待される。従って、本研究は、今後の活気ある持続可能な社会の構築を実現するための極めて重要かつ不可欠な研究であった。
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