| 研究課題/領域番号 |
19K15305
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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26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
木須 一彰 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (80755645)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | イオン伝導 / 錯体水素化物 / 二次電池 / 全固体電池 / リチウム硫黄電池 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
錯体水素化物固体電解質は高いイオン伝導性や高い耐還元性を有しており、高エネルギー密度化が実現可能なリチウム硫黄電池の電解質として期待されている。本研究では、錯体水素化物固体電解質と電極材料間において生成される界面に着目し、界面挙動が電池特性に与える影響を明らかにすることで、サイクル寿命向上や充放電速度向上への新たな指針を得ることを目的としている。
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| 研究成果の概要 |
錯体水素化物固体電解質は、リチウム金属負極に対する高い安定性や高いリチウムイオン伝導特性から全固体電池用の固体電解質として注目されている。これまでにLi4(BH4)3Iを用いた全固体リチウム硫黄電池が提案されており、可逆な充放電特性が報告されている。一方、充放電サイクルに伴う容量減少が確認されており、サイクル特性改善に向けて、充放電過程における容量劣化要因の解明が求められている。本研究では、錯体水素化物固体電解質を用いたリチウム硫黄全固体電池のサイクル特性向上に向けて、リチウム負極/固体電解質および硫黄炭素複合体正極/固体電解質の界面安定性に着目し、充放電サイクルに伴う容量劣化要因を考察した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、錯体水素化物を全固体電池用途としての固体電解質として捉え、電池材料としての安定性評価を本格的に行うという研究であった。研究対象とする錯体水素化物は最もシンプルな構造でかつ代表的な水素化物であるLiBH4を用いて評価を行うことで、水素化物としての共通的な界面安定性を明らかにした。近年、申請者のグループでは、LiBH4を超える高いイオン伝導特性を有する多種多様な錯体水素化物を生み出しており、本研究で得られた基盤的な知見を活かすことで、今後幅広い錯体水素化物固体電解質へと展開が可能となった。
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