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本研究はイオン伝導体と絶縁体のナノスケールでの複合化により、高リチウムイオン導電率を有する固体電解質を開発することを目的としている。本年度はイオン伝導体としてヨウ化リチウム(LiI)、絶縁体としてSiO_2を用いて、ナノコンポジット固体電解質の合成と評価方法の確立を行った。
(1)ナノコンポジット固体電解質の合成
絶縁体としてミセル等をテンプレートにして得られるSiO_2メゾ多孔体を合成した。合成条件を変えることにより、様々な細孔構造を有するSiO_2メゾ多孔体を得た。ヨウ化リチウムとSiO_2メゾ多孔体との混合物を減圧下で加熱し、ヨウ化リチウムを融解させることにより、SiO_2細孔内に充填した。X線回折、窒素吸脱着等温線の各測定により、充填状況を評価した。その結果、SiO_2細孔内にLiIが充填されており、イオン伝導体と絶縁体とがナノスケールで複合化されていることを確認した。また示差走査熱量測定結果からも、ナノスケールでの複合体形成が示唆された。
(2)ナノコンポジット固体電解質のイオン導電率測定
上記(1)で作製したナノコンポジット固体電解質を交流インピーダンス測定により導電率を求めた。導電率はSiO_2組成に依存し、SiO_2細孔にLiIが過不足無く充填される組成において、極大を示した。この結果からも、細孔内にLiIが充填されていることがわかる。極大における導電率は純粋なLiIの導電率と比較して約1桁上昇した。
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