Li/酸化物系固体電解質界面の電荷移動抵抗・親和性・電気化学的安定性の包括的理解

• 研究課題/領域番号: 23K23446
• 補助金の研究課題番号: 22H02178 (2022-2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2022-2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分36020:エネルギー関連化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 本山 宗主 九州大学, エネルギー研究教育機構, 准教授 (30705752)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2024年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2022年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
• キーワード: Li金属 / 界面の親和性 / 電荷移動抵抗 / 固体電解質の還元分解 / 界面の化学状態

研究開始時の研究の概要

本研究課題で用いる“固体電解質（SE）”という言葉は、「Liイオン（Li+）が伝導する固体の無機化合物」を指す。本研究では、Li金属とSEから成る固固界面の「Li = Li+ + e－ の反応のエネルギー障壁の高さ」、「界面の親和性」、「SEの耐還元性」の三つの性質の相関を原子・分子スケールの視点から理解する。実験には、Li2S-P2S5系ガラス電解質、アルジロダイト型Li6PS5ClなどのSEを用い、Li金属との界面に対し、高真空下での接触角測定などを行う。最終的に、Li金属とSEの界面の特徴を記述できる指標・変数を見出し、a priori な（経験に先立つ）界面設計の指針を構築する。