| 研究課題/領域番号 |
14350157
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
河村 純一 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50142683)
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| 研究分担者 |
神嶋 修 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (90321984)
服部 武志 東京理科大学, 理学部, 教授 (20029234)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| キーワード | 薄膜電池 / 二次電池 / リチウム電池 / レーザーアブレーション / 固体イオニクス / 超イオン導電体 / イオン伝導性ガラス / リチウム・コバルト酸化物 |
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| 研究概要 |
本研究では、電子機器の超小型化に対応する全固体型マイクロ電池の開発に資するため、正極・固体電解質・負極の全電池材料をレーザーアブレーション法を用いて薄膜化する事を目指して行われた。更に、それらの膜を多層化することにより、全固体薄膜リチウム二次電池を試作する事を目標として掲げ、その目標を達成した。
本年度は、最終年度として、これまでに開発してきた薄膜リチウム二次電池の動作特性と、その原因解明を行い、到達点と課題を明確にすることを行なった。
この電池は、正極にLiCoO_2、固体電解質にLi_<3.4>V_<0.6>Si_<0.4>O_4(LVSO)、負極にSnOが用いられ、正極以外はアモルファス相を用いている。サイズは、5mm角、厚さ約2μm。電圧は、1〜3V,電流密度6μA/cm^2で数100サイクル以上の充放電特性を示した。
正極のLiCoO_2膜の熱処理により特性が大きく変化するため、今回、基板、性膜条件、熱処理温度等への依存性を詳細に検討し最適条件を絞り込んだ。また、成膜直後のアモルファス膜と結晶化膜の電子・イオン物性、光学吸収スペクトル等を測定した結果、結晶化によりバンドギャップが狭くなりホール伝導性が向上する事が明らかとなった。
これらの結果は、国内学会(物理学会、固体イオニクス討論会など)や第9回アジア固体イオニクス国際会議(韓国)、第4回日仏リチウム電池セミナーで発表された。第9回アジア固体イオニクス国際会議では、最優秀ポスター賞を受賞した。学術論文としては、レーザー波長と成膜条件を記したSolid State Ionics誌に掲載され、他レビューを含めて3編が投稿中である。
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