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全固体電池創成に向けた基礎研究ー空間電荷層構造の解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 25248051
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機工業材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

菅野 了次  東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (90135426)

研究分担者 川路 均  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (10214644)
田村 和久  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門, 副主任研究員 (10360405)
今西 誠之  三重大学, 工学研究科, 教授 (20223331)
平山 雅章  東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 准教授 (30531165)
鈴木 耕太  東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助教 (40708492)
園山 範之  名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (50272696)
米村 雅雄  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特任准教授 (60400602)
研究期間 (年度) 2013-10-21 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)
2015年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2014年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
2013年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
キーワード空間電荷層 / 全固体電池 / エピタキシャル薄膜 / 電気化学界面 / 反応解析 / 電気化学材料 / 蓄電池 / 薄膜電池
研究成果の概要

高性能な全固体電池の実現に向けた研究を行い、以下の成果を得た。(1) 電極電解質界面に形成される空間電荷層構造と電池反応の相関を明らかにし、新たな界面観測手法の開拓を行った。(2) 新規な電極、電解質材料を開発した。さらに薄膜合成法を応用した新しい材料創出法を開発した。(3) 高エネルギー型、高出力型の全固体薄膜電池を作製し、その可能性を実証した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Lithium ion conduction in doped LaLiO2 system2016

    • 著者名/発表者名
      M. Iqbal, K. Suzuki, G. Kobayashi, G. Zhao, M. Hirayama, R. Kanno
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 285 ページ: 33-37

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2015.09.001

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reactions at the electrode/electrolyte interface of all-solid-state lithium batteries incorporating Li-M (M = Sn, Si) alloy electrodes and sulfide-based solid electrolytes2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sakuma, K. Suzuki, M. Hirayama, R. Kanno
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 285 ページ: 101-105

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2015.07.010

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reversible lithium intercalation in a lithium-rich layered rocksalt Li2RuO3 cathode through a Li3PO4 solid electrolyte2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Zheng, M. Hirayama, S. Taminato, S. Lee, Y. Oshima, K. Takayanagi, K. Suzuki, R. Kanno
    • 雑誌名

      J. Power Sources

      巻: 300 ページ: 413-418

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2015.09.097

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interfacial Analysis of Surface-Coated LiMn2O4 Epitaxial Thin Film Electrode for Lithium Batteries2015

    • 著者名/発表者名
      K. Suzuki, M. Hirayama, K. Kim, S. Taminato, K. Tamura, J.-Y. Son, J.i. Mizuki, R. Kanno
    • 雑誌名

      J. Electrochem. Soc.

      巻: 162 号: 13 ページ: A7083-A7090

    • DOI

      10.1149/2.0111513jes

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interfacial Reactions of Intercalation Electrodes in Lithium Ion Batteries2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hirayama
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 83 号: 9 ページ: 701-706

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.83.701

    • NAID

      130005095947

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control of the Phase Fractions in Layered Rock Salt and Spinel-Type Li-(Mn,Co,Ni)-O Epitaxial Thin Films: a Model Blended Cathode System for Lithium Batteries2015

    • 著者名/発表者名
      M. Abe, K. Suzuki, H. Minamishima, K. Kim, S. Taminato, M. Hirayama, R. Kanno
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 62 号: 11 ページ: 531-537

    • DOI

      10.2497/jjspm.62.531

    • NAID

      130005111962

    • ISSN
      0532-8799, 1880-9014
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis, structure and electrochemical properties of novel Li-Co-Mn-O epitaxial thin-film electrode using layer-by-layer deposition process2015

    • 著者名/発表者名
      Jaemin Lim, Soyeon Lee, Kota Suzuki, KyungSu Kim, Sangryun Kim, Sou Taminato, Masaaki Hirayama, Yoshifumi Oshima, Kunio Takayanagi, Ryoji Kanno
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 279 ページ: 502-509

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2014.12.152

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mechanistic studies on lithium intercalation in a lithium-rich layered material using Li2RuO3 epitaxial film electrodes and in situ surface X-ray analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Sou Taminato, Masaaki Hirayama, Kota Suzuki, KyungSu Kim, Yueming Zheng, Kazuhisa Tamura, Jun'ichiro Mizuki, Ryoji Kanno,
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 2 号: 42 ページ: 17875-17882

    • DOI

      10.1039/c4ta02795g

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Lithium-Ion Distribution in Intercalation Electrode/Liquid Electrolyte Interfaces Determined by In Situ Neutron Reflectometr2016

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Hirayama, Kota Suzuki, Masao Yonemura, Ryoji Kanno
    • 学会等名
      2016 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      Phoenix, Arizona, USA
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel lithium ion conducting oxides based on LiScO22015

    • 著者名/発表者名
      Guowei Zhao, Muhammad Iqbal, Kota Suzuki, Masaaki Hirayama, Ryoji Kanno
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies(PACIFICHEM)2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リチウムイオン電池の高速充放電中の相変態のオペランド観察2015

    • 著者名/発表者名
      李 少淵, 大島 義文, 細野 英司, 周 豪慎, 菅野 了次, 高柳 邦夫
    • 学会等名
      2015年真空・表面科学合同講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] STEM走査線モワレで観たリチウム移動のオペランド観察2015

    • 著者名/発表者名
      李 少淵, 大島 義文, 細野 英司, 周 豪慎, 菅野 了次, 高柳 邦夫
    • 学会等名
      2015年真空・表面科学合同講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リチウムと固体イオニクス2015

    • 著者名/発表者名
      菅野了次
    • 学会等名
      第41回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis, structure and ionic conductivity of LiSrB2O6F (B = Nb+5, Ta+5) with pyrochlore structure2015

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Iqbal, Thanya Phraewphiphat, Kota Suzuki, Masaaki Hirayama, Ryoji Kanno
    • 学会等名
      第41回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 全固体リチウム電池における負極/硫化物固体電解質界面の反応解析2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 耕太, 佐久間 将実, 平山 雅章, 菅野 了次
    • 学会等名
      2015年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      埼玉工業大学
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] NEUTRON SCATTERING FOR BATTERY MATERIALS2015

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kanno
    • 学会等名
      2nd Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering
    • 発表場所
      Sydney, Australia,
    • 年月日
      2015-07-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Coating Effects on LiMn2O4 Epitaxial Thin Film Electrode2015

    • 著者名/発表者名
      Kota Suzuki, Masaaki Hirayama, KyungSu Kim, Sou Taminato, Kazuhisa Tamura, J in-Young Son, Jun’ichiro Mizuki, Ryoji Kanno
    • 学会等名
      LiBD2015 (Lithium Battery Discussions) - Electrode Materials,Palais des Congres
    • 発表場所
      Arcachon (France)
    • 年月日
      2015-06-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 全固体リチウム二次電池の研究開発と蓄電池の放射光利用分析技術2015

    • 著者名/発表者名
      菅野了次
    • 学会等名
      第43回薄膜・表面物理セミナー(2015)次世代・革新二次電池技術の最前線
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis, Structure and Ionic Conductivity of Pyrochlore-Structured LiSrB2O6F (B = Nb+5, Ta+5)2015

    • 著者名/発表者名
      Thanya PHRAEWPHIPHAT, Muhammad IQBAL, Kota SUZUKI, Masaaki HIRAYAMA, Ryoji KANNO
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会平成27年度春季大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis, Structure and Ionic Conductivity of New Lithium Ion Conductors Based on LiMO2 (M= Sc, Ga) System2015

    • 著者名/発表者名
      Guowei ZHAO, Muhammad IQBAL, Kota SUZUKI, Masaaki HIRAYAMA, Ryoji KANNO
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会平成27年度春季大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 歪変化で見たリチウムイオンの移動のその場STEM観察2015

    • 著者名/発表者名
      李 少淵, 大島 義文, 細野 英司, 周 豪慎, 菅野 了次, 高柳 邦夫
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2015-05-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] エピタキシャル(La,Li)TiO3薄膜の合成とイオン導電特性2015

    • 著者名/発表者名
      岡崎翔太郎, 鈴木耕太, 平山雅章, 菅野了次
    • 学会等名
      第53回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府)
    • 年月日
      2015-01-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] LiCoO2 エピタキシャル薄膜電極を用いた電極/固体電解質界面の構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木 耕太, Zheng Yueming, Lim Jaemin, Son Jin-Young, 陰地 宏, Chi Yitao, 田村和久, 平山雅章, 菅野了次
    • 学会等名
      第55回電池討論会
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都府)
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ナノ構造と固体イオニクス材料の物質設計2014

    • 著者名/発表者名
      菅野了次, 平山雅章, 鈴木耕太, 小林玄器
    • 学会等名
      日本金属学会2014年秋期大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In situ X-ray and Neutron Scattering Studies on Electrode-electrolyte Interface in Lithium Battery2014

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kanno, Kota Suzuki, Masaaki Hirayama, KyungSu Kim, Kazuhisa Tamura, Masao Yonemura, Norifumi Yamada
    • 学会等名
      65th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      Lausanne (Switzerland)
    • 年月日
      2014-09-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Understanding and controlling of electrode/electrolyte interfaces in lithium batteries2014

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Hirayama
    • 学会等名
      7th International Conference on Advanced Lithium Battery for Automobile Applications
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県)
    • 年月日
      2014-07-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural studies on electrode/electrolyte interface for lithium battery by surface X-ray scattering and neutron reflectivity methods2014

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kanno
    • 学会等名
      The 13th Surface X-ray and Neutron Scattering conference(SXNS13)
    • 発表場所
      Hamburg (Germany)
    • 年月日
      2014-07-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Li-Co-Mn系酸化物エピタキシャル薄膜電極の合成と電気化学特性

    • 著者名/発表者名
      林栽敏, 李少淵, 鈴木耕太, 平山雅章, 大島義文, 高柳邦夫, 菅野了次
    • 学会等名
      電気化学会第81回大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 蓄電池における電極電解質界面の構造評価ーその課題と展望

    • 著者名/発表者名
      菅野了次
    • 学会等名
      共用・計測合同シンポジウム2014
    • 発表場所
      物質・材料研究機構(茨城県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Li0.17La0.61TiO3エピタキシャル薄膜の配向制御とイオン導電特性

    • 著者名/発表者名
      Sangryun Kim, 平山雅章, Kyungsu Kim, 田港聡, 鈴木耕太, 菅野了次
    • 学会等名
      第39回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis, Structure and Electrochemical Property of Layer-by-Layer Deposited Epitaxial Li-Mn / Li-Co oxides

    • 著者名/発表者名
      Jaemin Lim, Kota Suzuki, Masaaki Hirayama, Ryoji Kanno
    • 学会等名
      The Second International Education Forum on Environment and Energy Science
    • 発表場所
      Hyatt Regency Huntington Beach Resort(米国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Orientation Control and Ionic Conductivity of Epitaxial Li0.17La0.61TiO3 Film Solid Electrolyte

    • 著者名/発表者名
      Sangryun Kim, Masaaki Hirayama, Sou Taminato, Kyungsu Kim, Kota Suzuki, Ryoji Kanno
    • 学会等名
      224th ECS Meeting
    • 発表場所
      The Hilton San Francisco Hotel(米国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学 菅野・平山研究室

    • URL

      http://www.kanno.echem.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学 菅野・平山研究室

    • URL

      http://www.kanno.echem.titech.ac.jp/paper.php

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学 総合理工学研究科 菅野・平山研究室

    • URL

      http://www.kanno.echem.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-10-24   更新日: 2019-07-29  

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