高出力化に対応できる全固体Li電池用負極材の開発

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K13999
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分26020:無機材料および物性関連
• 研究機関: 地方独立行政法人大阪産業技術研究所
• 研究代表者: 園村 浩介 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主任研究員 (60712015)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 黒鉛 / 全固体リチウム電池 / 硫化物固体電解質 / 被覆

研究成果の概要

全固体リチウム電池において、急速充放電の実現、ひいては電池性能の劣化防止のためには、界面抵抗の低減が不可欠である。負極側は、黒鉛を用いた場合、界面抵抗が正極に比べて１桁低い10 Ω程度であるため、被覆による界面抵抗の低減は殆ど検討されておらず、理論計算もされていなかった。そこで第一原理計算を用いてLiC6とβ-Li3PS4の界面について検討し、正極で報告されているような界面付近でのリチウムイオン分布の乱れは見られなかったことを明らかにした。
また黒鉛へのLiGaO2の被覆により初期クーロン効率およびサイクル安定性の向上について明らかにした。

自由記述の分野

セラミックス

研究成果の学術的意義や社会的意義

地球温暖化に伴う異常気象により、年々、台風や洪水等の災害が増え、私たちの生活に大きな影響を与えており、災害の規模や頻度が益々高くなることが懸念されている。脱炭素化社会の実現により、地球温暖化を抑制することが必要不可欠になっている。今回得られた成果により、全固体リチウム電池の性能向上が期待される。蓄電池の性能向上により、発電したエネルギーを無駄なく、十分に蓄えることができるため、脱炭素化社会実現のための一助となる。