| 研究課題/領域番号 |
21K04635
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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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| 審査区分 |
小区分26010:金属材料物性関連
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| 研究機関 | 一般財団法人ファインセラミックスセンター |
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研究代表者 |
幾原 裕美 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主任研究員 (80450849)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 固体電解質 / リチウムイオン電池 / 薄膜 / 化学溶液法 / 電子顕微鏡 / 正極 / 界面 / 欠陥 / 充放電 / ナノ構造解析 / 結晶構造解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
全固体型リチウムイオン電池は，不燃性の固体電解質を用いるため，安全性が高く，高電位正極材料との複合化が可能となるため高容量化が期待されている。全固体電池の開発においては，固体電解質のイオン伝導度の向上，固体電解質内部の粒界抵抗の低減，また，固体電解質と電極界面における抵抗の低減などの構造設計が必須の課題である．本研究では，新規に開発した前駆体溶液法により固体電解質薄膜を作製し，薄膜内部の構造や電極－電解質異相界面を解析することで，イオン伝導メカニズムや界面抵抗支配因子などを明らかにし，最適プロセス条件を抽出することによって，高性能固体電解質薄膜の設計指針を得る。
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| 研究成果の概要 |
全固体型リチウムイオン電池は、有機電解液を用いない不燃性の固体電解質を用いるため、安全性が高く、高容量化が期待されている次世代電池である。本研究では固体電解質用前駆体溶液を調製し、これを各種基板上に成膜、熱処理することで、固体電解質薄膜の結晶性を検討した。ここで、基板と膜の格子整合性と基板―膜界面での結晶の配向性について、解析を行うことで、配向膜の設計を進めた。その結果、配向性の優れた酸化物系固体電解質膜の作製に成功した。さらに、モデル単結晶固体電解質を用いて、正極配向膜を成膜し、走査透過電子顕微鏡により界面構造を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
リチウムイオン二次電池は，高出力密度が得られることから，次世代電気自動車など大容量蓄電池デバイスとしての開発が進められている.全固体リチウムイオン電池は，有機電解液を用いない不燃性の固体電解質を用いるため，安全性が高く，積層化による高電位正極材料との複合化が可能となるため高容量化が期待されている次世代電池である．本研究は、環境安定性に優れた酸化物系固体電解質薄膜を作製にかかわる研究であり、社会的意義は大きい.
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