| 研究課題/領域番号 |
18K14314
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
西尾 和記 東京工業大学, 物質理工学院, 特任助教 (60805117)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 全固体Li電池 / エピタキシャルモデル薄膜 / 固体電解質/電極界面抵抗 / 超低抵抗界面 / 全真空プロセス / ナノ層 / 大気曝露 / ガス曝露 / 界面抵抗 / エピタキシャル薄膜 / 結晶方位依存性 / 界面ダイポール / 清浄界面 / 電極/集電体界面抵抗 / LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 / LiNi0.8Co0.2O2 / 集電体フリー全固体薄膜Li電池 / 界面ダイポールエンジニアリング / Li薄膜電池 |
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| 研究成果の概要 |
全固体Li電池の高性能化に向け、固体電解質/電極界面抵抗起源を解明するために清浄な界面有する理想モデル電極を作製し、定量的な界面抵抗を評価する研究を行った。本研究においては実用型正極材料のモデル電極に対して超低抵抗界面を達成した。
そして、Liイオン伝導体でない絶縁体ナノ層を界面に導入することによって、ナノ層と界面抵抗との関係を明らかにした。
さらに、清浄な電極の大気曝露や、電極表面に様々なガス種を曝露することで界面抵抗との相関を検証した。この結果、大気曝露後において電極表面の酸化状態変化や、様々なガス種のうち水のみが界面抵抗増大に寄与することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
次世代型蓄電デバイスとして期待される全固体Li電池のさらなる高性能化には、固体電解質/電極界面抵抗起源を解明し低抵抗化する界面設計指針を得ることが極めて重要である。本研究においては実電池に利用される正極材料においても超低抵抗界面を形成できることを実証した。さらに、電池性能改善させることがよく知られている絶縁体ナノ層の導入は、清浄な界面においては界面抵抗低減には寄与しないことを明らかにした。さらに、電極表面において大気曝露や水曝露をすることで界面抵抗が増大することを定量的に明らかにし、実電池材料作製プロセスにおける重要な知見を得ることができた。
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