| 研究課題/領域番号 |
17K19183
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
辰巳砂 昌弘 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50137238)
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| 研究分担者 |
林 晃敏 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10364027)
作田 敦 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30635321)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| キーワード | ナトリウムイオン伝導体 / リチウムイオン伝導体 / ヘテロ界面 |
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| 研究実績の概要 |
リチウム、ナトリウム、銀など異種のイオン伝導体を組み合わせることで実現する新奇現象を発見し、全固体電池実用化に有効なコンセプトを提案・実証することを本研究の目的としている。
１．デュアルイオン伝導性固体電解質の開発： 今年度は、昨年度に開発したLi2NaPS4組成の新規結晶相の詳細な結晶構造解析を行った。正方晶、空間群P-42(1)c、a=6.289(1)、c=7.970(1)のセルパラメータを有する結晶構造として同定できた。NaイオンサイトとLiイオンサイトはそれぞれ別で存在しており一部ミキシングしていることが分かった。
２．金属－固体電解質界面の研究： Naイオン伝導性固体電解質Na3PS4系固体電解質と金属Naの界面が高抵抗化する課題がある。前年度の検討で、Li3PS4とNa金属を接触させた場合は界面抵抗が比較的小さいことが分かった。そこで、Na3PS4の粉末成形体上に、パルスレーザー堆積法を用いてLi3PS4の薄膜を形成することでNa/Li3PS4/Na3PS4/Li3PS4/Naという構造の対称セルを作製し評価したところ、界面抵抗が低減され、Naの溶解析出特性が向上することが分かった。全固体電池においてLiイオン伝導体を用いてNa二次電池の性能向上を行う実例を示すことができた。
３．Li/Li3PS4ガラス/Ag型全固体電池、Cu/Li3PS4ガラス/Cu型全固体電池の作製： 金属電極と固体電解質の接合を行い、固体界面における各種金属の溶解析出特性を調べた。AgのLi3PS4への溶解析出と、LiのLi3PS4への析出溶解の可逆反応が生じることで３Vの起電力が得られる。長期利用や高容量作動における短絡の防止が課題である。同様にCu/Li3PS4/Cuの全固体セルも充放電が可能であることが分かった。
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