2023 年度研究成果報告書

積層薄膜を用いた接合界面における分解反応の解明と保護層導入効果の検証

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	22K14470
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	東京工業大学
研究代表者	安原颯東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (20880032)
研究期間 (年度)	2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード	リチウムイオン二次電池 / 全固体電池 / エピタキシャル薄膜 / 接合界面
研究成果の概要	本研究では、同一基板上にエピタキシャル成長可能な２種類の電極活物質を用いて交互積層膜を作製し、接合界面での分解により生じる分解生成物の可視化を行った。LiCoO2とNb2O5の交互積層膜をSrTiO3基板上に堆積させた試料を作製し、その結晶構造評価を行った。その結果、分解生成物としてLiNbO3が析出することを確かめた。また、界面保護層材料としてα-LiAlO2に注目し、α-LiAlO2エピタキシャル薄膜の作製に挑戦した。溶融ターゲットを用いることで、エピタキシャル薄膜が作製できることを見出した。
自由記述の分野	無機機能性材料
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、LiCoO2とNb2O5の交互積層膜を作製し、接合界面における分解生成物の評価を行った。単結晶薄膜の交互積層膜を作製することで、界面極近傍のみに生成する分解生成物についてX線回折にて評価可能とした。単結晶薄膜の交互積層により、接合界面での分解生成物の可視化を可能にするアプローチは広く応用可能であり、特に接合界面の安定性が重要となる固体電解質開発の分野に有用であることが示唆される。また、全固体電池開発に向け、界面保護層材料としてのα-LiAlO2の検討も行い、エピタキシャル薄膜作製手法を確立した。