材料強度学的アプローチによるアルカリ金属負極と固体電解質界面の安定性評価

• 研究課題/領域番号: 25K01505
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26020:無機材料および物性関連
• 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)
• 研究分担者: 赤嶺 大志 長崎大学, 総合生産科学研究科(工学系), 准教授 (40804737)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2028年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2027年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2025年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
• キーワード: アルカリ金属 / 固体電解質 / 短絡 / 融点

研究開始時の研究の概要

本研究の核心をなす学術的問いは、「低融点アルカリ金属（Li, Na, K）が固体電解質を貫いて成長する現象は、元素の違いに依存しない力学的な現象なのか、それとも、元素固有の（電気）化学的な性質に依存する現象なのか」である。本研究では材料強度学的視点に立ち、温度Tと圧力Pを各元素の融点Tmと剛性率Gで規格化した条件で短絡試験を行う。T/TmとP/Gの二次元平面上でLi, Na, K金属負極の充放電の安定性を俯瞰する。T/Tmの軸上で見るとLiにとっての27 ℃は、Naにとっての－28 ℃、Kにとっての－50 ℃に相当する。そのため大型の低温恒温器と電気化学測定用CIP装置を導入し実験を行う。