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2019 年度 研究成果報告書

酸化物系固体電解質上における合金負極薄膜の充放電過程の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 17H04894
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 無機工業材料
研究機関名古屋大学

研究代表者

本山 宗主  名古屋大学, 工学研究科, 講師 (30705752)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード全固体型Li電池 / 走査型電子顕微鏡 / その場観察 / 合金負極 / Li金属負極
研究成果の概要

走査型電子顕微鏡(SEM)を用い、リン酸リチウムオキシナイトライドガラス(LiPON)固体電解質上におけるLiとAuの合金化過程をその場観察し、核生成後のLiが一部Au中に再溶解することを明らかにした。次に、その場SEM観察によって、TaドープしたLi7La3Zr2O12(LLZT)を研磨すると、研磨した表面からはLiが析出しないことを明らかにした。また、LLZTを酸に短時間浸漬させると表面の研磨層(ダメージ層)を除去できることがわかった。酸でエッチングしたLLZT表面は溶融Liに対し高い濡れ性を示した。Liの析出溶解サイクル試験を行ったところ、酸でエッチングしたLLZTは高い安定性を示した。

自由記述の分野

電気化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

酸化物系無機固体電解質上で起こるLiとAuの合金化反応は、その初期において、面内の合金組成が極めて不均一であることを明らかにした。また、Liが核生成した直後には、一部のLiがLi-Au合金中へ再溶解することを明らかにした。これは、動的観察を通じて初めてとらえることができた現象であり 、合金化反応に対する理解を新たにさせる観察結果であった。
本研究で用いたその場走査型電子顕微鏡観察(SEM)技術は、合金負極材料の充放電過程を解析する上で有効であることを実証した。

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公開日: 2021-02-19  

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