2018 年度研究成果報告書

衝撃固化現象を利用した酸化物全固体電池用活物質－固体電解質コンポジット電極の創製

研究課題

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研究課題/領域番号	16K06218
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	電力工学・電力変換・電気機器
研究機関	豊橋技術科学大学
研究代表者	稲田亮史豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30345954)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	衝撃固化現象 / エアロゾルデポジション法 / 電極活物質 / 酸化物固体電解質 / コンポジット電極 / 全固体電池
研究成果の概要	本研究では，セラミックス微粒子の常温衝撃固化現象を利用したエアロゾルデポジション（AD）法を用いて，様々なリチウムイオン電池用電極活物質と酸化物系固体電解質から成るコンポジット電極を作製した。金属基板上に成膜したコンポジット電極は，有機電解液中にて活物質単体電極よりも高い可逆容量を示したことから，固体電解質の複合化により活物質の電気化学的な利用率が向上することが分かった。この結果を踏まえて，別途作製した酸化物固体電解質シート上にコンポジット電極を成膜した。コンポジット電極/固体電解質積層体の片端面に金属リチウム対極を圧接して構成した全固体セルにおいて，100℃での可逆的な充放電動作を確認した。
自由記述の分野	電気化学エネルギーデバイス
研究成果の学術的意義や社会的意義	全固体電池の安定動作には，電池を構成する固体電解質層のイオン伝導抵抗低減だけでなく，電極内ならびに電極－固体電解質界面における低イオン伝導抵抗化が必須である。本研究により，AD法を使用することで様々な電極活物質と酸化物系固体電解質から成る高密度なコンポジット電極を熱処理なしで作製でき，得られたコンポジット電極において可逆性の高い充放電が可能であることを実証した。得られた成果は，化学的安定性に優れるが可塑性の低い酸化物系材料を利用した全固体電池の実現に向けた基盤技術の確立に少なからず貢献するものである。