| 研究課題/領域番号 |
20K22549
|
|---|
| 研究種目 |
研究活動スタート支援
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
0502:無機・錯体化学、分析化学、無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 東京工業大学 |
|---|
研究代表者 |
安原 颯 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (20880032)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
|
|---|
| キーワード | リチウムイオン二次電池 / エピタキシャル薄膜 / 電極界面 / 固体電解質界面 / 副反応抑制 / 三相界面 / サイクル特性 / 薄膜 / 界面 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
リチウムイオン二次電池における繰り返し耐久性(サイクル特性)低下の一因である電極表面の被膜(SEI)形成について、電極表面への担持材料導入による担持材料-電極-電解質の接する三相界面において特異的にSEI形成が抑制されるという実験事実を元に、薄膜電極を用いたSEI形成抑制機構の解明を行い、サイクル特性向上の指針を提示する。
|
| 研究成果の概要 |
リチウムイオン二次電池を劣化させる反応について調査するために、単結晶エピタキシャル薄膜を作製し、充放電を行った後の薄膜表面と断面について組成分析を行った。電極活物質に表面担持を行うことで、担持物と電極活物質と電解液が接する三相接合界面における副反応を抑制できることを突き止め、サイクル特性が向上することを明らかにした。リチウムイオン二次電池の性能を向上させる上で、三相界面エンジニアリングが非常に重要だということがわかった。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、二次電池シェアの大部分を占めるリチウムイオン二次電池の副反応を抑制する機構を解明し、長寿命化を目指す設計指針を提示した。具体的には、電極活物質への表面担持という簡便な手法により三相界面を導入し、充放電反応中の副反応を抑制できる機構を明らかにした。持続可能な社会実現に向けて蓄電技術はその中核を担うものであり、リチウムイオン二次電池の長寿命化を達成する手段を提示した本研究は、次世代蓄電デバイスの設計に重要な指針となりうる。
|
