水蒸気焼成による正極活物質－固体電解質の固固界面接合の実現

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H02451
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小澤 隆弘 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (40734158)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 水蒸気 / 固体電解質 / ナノ粒子 / 結晶化 / 多孔質粒子 / 微構造制御 / 粒成長

研究実績の概要

本研究では、酸化物表面での水酸基形成と脱水縮合反応を誘起させる加熱反応場の水蒸気に着目し、リチウムイオン電池の電極活物質と酸化物系固体電解質の固固界面接合を水蒸気焼成で実現することを目的とする。
最終年度はこれまでの水蒸気焼成による固固界面接合の知見を活かし、全固体電池用複合電極の作製に向けた取り組みを進めた。正極のモデル材料となる多孔質ペレットを水熱蒸気処理により合成し、固体電解質ナノ粒子分散液を流通させることで簡便な複合化を検討した。また、複合化後のペレット焼成を水蒸気存在下で実施し、その微構造観察や結晶化挙動の調査を行った。さらに、固体電解質ナノ粒子分散液中での迷路状多孔質粒子との複合化を検討し、迷路状の細孔内に挿入されるナノ粒子の挙動を調査した。加えて、様々な合成方法を駆使して電極活物質合成を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Development of nanostructured Ge/C anodes with a multistacking layer fabricated via Ar high-pressure sputtering for high-capacity Li⁺-ion batteries (2024)
  • 著者名/発表者名: Omae Tomoki、Yamada Teruya、Fujikake Daiki、Kozawa Takahiro、Uchida Giichiro
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 17 ページ: 026001
  • DOI: 10.35848/1882-0786/ad2785
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechano-chemical hydrothermal synthesis of NH4NiPO4・H2O and its transformation to LiNiPO4 (2024)
  • 著者名/発表者名: Huebner Jan、Kozawa Takahiro、Kondo Akira、Fukuyama Kayo、Naito Makio
  • 雑誌名: Advanced Powder Technology 巻: 35 ページ: 104375
  • DOI: 10.1016/j.apt.2024.104375
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Single-step fabrication of fibrous Si/Sn composite nanowire anodes by high-pressure He plasma sputtering for high-capacity Li-ion batteries (2023)
  • 著者名/発表者名: Uchida Giichiro、Masumoto Kodai、Sakakibara Mikito、Ikebe Yumiko、Ono Shinjiro、Koga Kazunori、Kozawa Takahiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 ページ: 14280
  • DOI: 10.1038/s41598-023-41452-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 高加速度遊星ビーズミルを用いたチタン酸リチウム水和物の機械的液相合成 (2023)
  • 著者名/発表者名: Kondo Akira、Ishii Toshihiro、Kozawa Takahiro、Naito Makio
  • 雑誌名: Journal of the Society of Powder Technology, Japan 巻: 60 ページ: 536～541
  • DOI: 10.4164/sptj.60.536
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanochemical Synthesis of Shape-Anisotropic Particles through Wet Milling Using High-Energy Mills (2023)
  • 著者名/発表者名: Kozawa Takahiro、Fukuyama Kayo、Kondo Akira、Naito Makio
  • 雑誌名: Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy 巻: 70 ページ: 100～105
  • DOI: 10.2497/jjspm.70.100
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 資源循環ナノ粒子回収に適用可能なマクロ多孔体の開発 (2023)
  • 著者名/発表者名: 小澤隆弘
  • 学会等名: 実装フェスタ関西2023
• [学会発表] 多孔質球を用いた炭酸リチウムナノ粒子の捕集とリチウムイオン電池用正極合成への応用 (2023)
  • 著者名/発表者名: 小澤隆弘
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第36回秋季シンポジウム
• [学会発表] 微構造制御された機能性粒子の開発とエネルギー分野への応用 (2023)
  • 著者名/発表者名: 小澤隆弘
  • 学会等名: 第141回マイクロ接合研究委員会
  • 招待講演
• [産業財産権] 金属オキシ水酸化物の凝集体および金属オキシ水酸化物の製造方法 (2023)
  • 発明者名: 小澤隆弘
  • 権利者名: 小澤隆弘
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2023-166399