2018 年度研究成果報告書

ナノスケール領域における電気化学・ラマン分光の同時オペランド新奇測定法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	17K19135
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
研究分野	無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
研究機関	東北大学
研究代表者	熊谷明哉東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (50568433)
研究期間 (年度)	2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード	リチウムイオン電池 / 電気化学 / ラマン分光法 / 走査型プローブ顕微鏡
研究成果の概要	リチウムイオン電池電極におけるリチウムイオン挿入脱離機構の解明するため、電池動作下における電気化学反応及びラマン分光測定を同時に行う計測機構を開発する。本研究で開発した計測機構は、ナノピペットを利用しナノスケールの規定領域にてサイクリックボルタンメトリー測定などの電気化学反応を計測しつつラマン散乱光の計測が可能となった。測定例として、HOPGを用いて、エッジ領域とベーサル領域にて本計測を行った結果、リチウムイオンの挿入が起こるエッジ面でのみSEI形成に伴う電気化学反応と電解液の分解応答に起因するラマン分光結果を得ることが可能となった。
自由記述の分野	分析化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本計測機構を開発することにより、リチウムイオン電池内で起こるイオンの脱挿入反応を電気化学反応と光学特性（ラマン散乱光）の同時計測が可能となった。また、ナノピペットを用いることにより、通常計測が困難であったナノスケール領域での電極内の反応性の変化を追うことが可能となった。今後は電気化学顕微鏡などの走査機構を持つ計測技術に融合することで、電極内における反応性の分布と構造変化や析出物などの同時計測および可視化が可能となることが期待される。