| 研究領域 | ナノ構造情報のフロンティア開拓－材料科学の新展開 |
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| 研究課題/領域番号 |
16H00885
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
高橋 康史 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 准教授 (90624841)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2017年度)
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| 配分額 *注記 |
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | ナノピペット / 電気化学イメージング / 走査型プローブ顕微鏡 / 表面・界面物性 / 走査プローブ顕微鏡 / 表面・界面 / 電気化学計測 / 分析科学 |
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| 研究実績の概要 |
畜電池の高速充放電の実現には、電池材料の反応メカニズムの詳細な理解が求められている。放射光技術によるオペランド計測がこのような充放電過程における準安定構造の存在を証明したが、これらの影響と電池特性を結びつけるには、通常の電気化学計測法では時空間分解が課題である。これまで開発してきたナノ電気化学セル顕微鏡（NanoSECCM）は、ナノピペットを利用して電池構造をナノ空間で再現し、イオンの挿入脱離に伴う電流を測定する。本手法を用いて、これまで得ることのできなかった高速充放電中に生じる固/液界面、固/固界面での変化を理解する。本年度は、サイクル特性向上のために、コバルト酸リチウム（LCO）表面に形成したZrO2の酸化物層の被覆形態と電気化学特性の関係をSECCMにより評価した。LCO薄膜電池上に、ZrO2の酸化物層をパルスレーザーデポジション法（PLD）により形成した。ZrO2の厚みは、PLDの成膜時間により調整した。未被覆、30秒被覆、180秒ZrO2をそれぞれ製膜したでLCO薄膜電池に関して、SECCMイメージングを行った。レート特性とサイクル特性に優れたZrO2の30秒被覆の試料において、電気化学イメージングを行うと、未被覆と180秒被覆では見られなかった島状の不均一な電流イメージを得ることができた。これは、ZrO2の厚さに不均一性があり、島状に電流応答の低い部分が見られたと考えられる。このZrO2が厚い領域では、LCO表面をZrO2がしっかり保護することでサイクル特性を良好に保つことができたと考えられる。一方、ZrO2の薄い部分が存在することで、レート特性をある程度維持できていたものと考えられる。このようにこれまで可視化することができなかった酸化物層による電池表面の不均一性をSECCMにより可視化することに成功した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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