| 研究課題/領域番号 |
22K14761
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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 |
兒玉 学 東京工業大学, 工学院, 助教 (90825879)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 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 |
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 全固体電池 / リチウム金属負極 / デンドライト / ブラスト加工 / リチウム金属負極全固体電池 / リチウムデンドライト / 高速充電 / 酸化物系固体電解質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
リチウム金属負極を用いた全固体電池は既存電池の10倍以上の容量を実現できるが，高速充電時に内部短絡する問題がある．これまでの研究からリチウム金属負極に接する固体電解質表面にブラスト加工を施すと，内部短絡を起こさずに充電できる充電速度を向上できることが明らかとなっている．ブラスト加工による界面装飾は既存の界面装飾手法と比較して，安価で高速に実現でき，量産実用化に適した手法である．しかしこの高速充電化メカニズムは未解明で，加工法の最適化によるさらなる高速充電化も期待できる．そこで本研究では，ブラスト加工による高速充電化メカニズムの解明と，加工条件の最適化によるさらなる高速充電化を実現する．
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| 研究成果の概要 |
リチウム金属負極全固体電池において、固体電解質表面へのブラスト加工は高速充電時の内部短絡を防ぎ、充電速度を向上させる。この加工は低コストで実現可能であり、既存手法と比べて量産に適している。本研究では、ブラスト加工による高速充電化メカニズムの解明を行い、界面の耐久性向上と接触改善がキーであることが明らかになった。本給成果より、最適な加工条件によるさらなる性能向上が期待される。本研究の成果について国際論文1件、国際・国内学会で計9件発表を実施した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、リチウム金属負極全固体電池のブラスト加工が高速充電を可能にし、安全性と効率を向上させることを示した。これは、電池技術の進展において重要な進歩であり、エネルギー貯蔵の持続可能性とアクセシビリティを高める。さらに、低コストで量産可能な方法であるため、電気自動車や再生可能エネルギーシステムへの応用が期待され、社会的・経済的影響も大きい。
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