| 研究領域 | 蓄電固体デバイスの創成に向けた界面イオンダイナミクスの科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H04615
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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 | 三重大学 |
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研究代表者 |
森 大輔 三重大学, 工学研究科, 准教授 (00432021)
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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 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 全固体電池 / 正極材料 / ルテニウム酸化物 / 酸化物系固体電解質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
蓄電池は二酸化炭素排出量の削減、エネルギーの高効率利用など持続可能社会の実現への鍵となっており、特に高安全性、高耐久性、高出力が期待される全固体リチウム電池が注目されている。本研究では電子導電性に優れたルテニウム系正極材料に着目した。全固体電池の高出力化を実現するために、ルテニウム系正極材料の全固体電池への展開、正極コーティングによる高出力化によるバルク型全固体電池の特性向上、高容量高出力正極材料の創出のための設計指針の確立を目的として研究を行う。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、高安全性、高耐久性が期待される全固体電池の高出力化を実現するために、電子導電性に優れたルテニウム系正極材料に着目し、ルテニウム系正極材料の全固体電池への展開、正極コーティングによるバルク型全固体電池の特性向上、高容量高出力正極材料の創出のための設計指針を明らかにすることを目的として研究を行った。
令和5年度は研究計画に基づき、ルテニウム系の正極材料としてLi2RuO3とMn固溶Li2RuO3を、酸化物系の固体電解質としてガーネット型のリチウムイオン導電体を選択し、共焼成による正極／固体電解質複合体の作製を試みた。令和4年度に見出した緩衝層について、ゾルゲル法にて導入を試みた。SEM観察およびEDX分析の結果、固相法で導入した試料と比較して、緩衝層を薄く均一にルテニウム系正極材料の粒子表面に導入できたことが明らかとなった。また、ルテニウム系正極材料／緩衝層の複合体を正極に用いて、液系のコインセルを作製し、得られた正極複合体が電気化学的に機能することを確認した。しかし、正極にルテニウム系正極材料／緩衝層複合体、固体電解質としてアルジロダイト型硫化物、負極にリチウム金属を用いて全固体電池を作製して、充放電測定をしたところ、充電、放電とも容量が確認できなかった。緩衝層に用いた酸化物のイオン導電率が小さく、セル抵抗が大きくなったことが原因と考えられる。今後、緩衝層のイオン導電性の改善により、全固体電池として性能の向上を進める。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5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 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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