• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

エピタキシャル薄膜で切り拓く錯体水素化物固体電解質を用いた全固体Li電池の世界

研究課題

研究課題/領域番号 18H01727
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関芝浦工業大学 (2020)
東北大学 (2018-2019)

研究代表者

大口 裕之  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40570908)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2018年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード薄膜 / 全固体電池 / 固体電解質 / 界面 / 錯体水素化物 / 水素化物 / 高真空 / エピタキシャル薄膜 / Liイオン伝導 / 電極-電解質界面
研究成果の概要

本研究は、次世代電池として期待を集める全固体電池の開発促進を目指して、電池高エネルギー密度化の切り札である金属Li負極との相性が良い電解質LiBH4の薄膜高品質化に取り組んだ。そして、極めて平坦かつ純度の高いLiBH4薄膜を再現性良く合成できる手法を確立した。また、LiBH4薄膜を電解質とする全固体電池開発の準備として、LiCoO2正極の薄膜化も実施した。さらに、LiBH4電解質とLiCoO2正極の安定的な接合を実現するために、電池動作に対する高い安定性が知られるLiIについての薄膜化を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、電解質と電極の接合部で起こる化学現象を、薄膜技術を使用することでこれまでより深く理解することが可能になった。また、IoT情報ネットワークの普及に必須の自立型センサの電源と期待される薄膜型全固体電池の開発へ向けて前進した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Microstructural analyses of all-solid-state Li-S batteries using LiBH4-based solid electrolyte for prolonged cycle performance2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Kisu、Sangryun Kim、Ryuga Yoshida、Hiroyuki Oguchi、Naoki Toyama、Shin-ichi Orimo
    • 雑誌名

      Journal of Energy Chemistry

      巻: - ページ: 424-429

    • DOI

      10.1016/j.jechem.2020.03.069

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complex Hydride Solid Electrolytes of the Li(CB9H10)?Li(CB11H12) Quasi-Binary System: Relationship between the Solid Solution and Phase Transition, and the Electrochemical Properties2020

    • 著者名/発表者名
      Kim Sangryun、Kisu Kazuaki、Takagi Shigeyuki、Oguchi Hiroyuki、Orimo Shin-ichi
    • 雑誌名

      ACS Applied Energy Materials

      巻: 3 号: 5 ページ: 4831-4839

    • DOI

      10.1021/acsaem.0c00433

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metal Hydrides: Epitaxial Growth and Electronic Properties2020

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Ryota、Oguchi Hiroyuki、Hitosugi Taro
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 号: 5 ページ: 051012-051012

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.051012

    • NAID

      210000158109

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnesium Borohydride Ammonia Borane as a Magnesium Ionic Conductor2020

    • 著者名/発表者名
      Kisu Kazuaki、Kim Sangryun、Inukai Munehiro、Oguchi Hiroyuki、Takagi Shigeyuki、Orimo Shin-ichi
    • 雑誌名

      ACS Applied Energy Materials

      巻: 3 号: 4 ページ: 3174-3179

    • DOI

      10.1021/acsaem.0c00113

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room temperature operation of all-solid-state battery using a closo-type complex hydride solid electrolyte and a LiCoO2 cathode by interfacial modification2020

    • 著者名/発表者名
      Kim Sangryun、Harada Kentaro、Toyama Naoki、Oguchi Hiroyuki、Kisu Kazuaki、Orimo Shin-ichi
    • 雑誌名

      Journal of Energy Chemistry

      巻: 43 ページ: 47-51

    • DOI

      10.1016/j.jechem.2019.08.007

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lithium ion conductivity of complex hydrides incorporating multiple closo-type complex anions2019

    • 著者名/発表者名
      N. Toyama, S. Kim, H. Oguchi, T. Sato, S. Takagi, M. Tazawa, G. Nogami, S. Orimo
    • 雑誌名

      Journal of Energy Chemistry

      巻: 38 ページ: 84-87

    • DOI

      10.1016/j.jechem.2019.01.009

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interfacial stability between LiBH4-based complex hydride solid electrolytes and Li metal anode for all-solid-state Li batteries2019

    • 著者名/発表者名
      Kisu Kazuaki、Kim Sangryun、Oguchi Hiroyuki、Toyama Naoki、Orimo Shin-ichi
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 436 ページ: 226821-226821

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2019.226821

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionic conduction in Li3Na(NH2)4: Study of the material design for the enhancement of ion conductivity in double-cation complex hydrides2019

    • 著者名/発表者名
      B. Paik, H. Oguchi, T. Sato, S. Takagi, A. Dorai, N. Kuwata, J. Kawamura, S. Orimo
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 9 号: 5 ページ: 055109-055109

    • DOI

      10.1063/1.5093580

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A hysteresis loop in electrical resistance of NbHx observed above the β?λ transition temperature2019

    • 著者名/発表者名
      Sasahara Yuki、Shimizu Ryota、Oguchi Hiroyuki、Nishio Kazunori、Ogura Shohei、Morioka Hitoshi、Orimo Shin-ichi、Fukutani Katsuyuki、Hitosugi Taro
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 9 号: 1 ページ: 015027-015027

    • DOI

      10.1063/1.5066367

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A complex hydride lithium superionic conductor for high-energy-density all-solid-state lithium metal batteries2019

    • 著者名/発表者名
      Kim Sangryun、Oguchi Hiroyuki、Toyama Naoki、Sato Toyoto、Takagi Shigeyuki、Otomo Toshiya、Arunkumar Dorai、Kuwata Naoaki、Kawamura Junichi、Orimo Shin-ichi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 1081-1081

    • DOI

      10.1038/s41467-019-09061-9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fast Lithium-Ion Conduction in Atom-Deficient closo-Type Complex Hydride Solid Electrolytes2018

    • 著者名/発表者名
      Kim Sangryun、Toyama Naoki、Oguchi Hiroyuki、Sato Toyoto、Takagi Shigeyuki、Ikeshoji Tamio、Orimo Shin-ichi
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 30 号: 2 ページ: 386-391

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.7b03986

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Synthesis and Energy-Related Function of Advanced Complex Hydrides2019

    • 著者名/発表者名
      大口 裕之
    • 学会等名
      The 20th KIM-JIM Symposium(日本金属学会2019年秋季講演大会合同シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 錯体水素化物研究の新展開を目指した錯イオン転写法によるLiBH4エピタキシャル薄膜合成2018

    • 著者名/発表者名
      大口 裕之
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 錯体水素化物初のエピタキシャル薄膜: LiBH42018

    • 著者名/発表者名
      大口 裕之
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of epitaxial film growth techniques for hydrides2018

    • 著者名/発表者名
      大口 裕之
    • 学会等名
      The 4th Korea-Japan Joint Symposium on Hydrogen in Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi