プロジェクト

革新型蓄電池先端科学基礎研究事業(RISING)
NEDO (H20〜H27年度 予定) 再委託研究

ファインセラミックスセンターからの再委託研究です。全固体電池を透過型電子顕微鏡内部で充放電し、その際に電極/固体電解質の界面近傍で生じる電位分布を電子線ホログラフィー法を用いて"その場"測定します。これを用いて、界面抵抗の支配因子の解明、電池の劣化機構の解明 などの研究を進めています。


"その場"電子線ホログラフィー法でとらえた 正極(LiCoO2)/固体電解質界面の電位分布図。

「低炭素社会のためのs-ブロック金属二次電池」
JST-CREST (H20-25年度 予定) 共同研究者

風力発電・太陽電池など自然エネルギーの安定供給をはかるためには、ポストリチウムイオン電池を指向した長寿命かつエネルギー密度の高い新しい電池の創出が必要です。本研究プロジェクトでは、s−ブロック金属を負極とした電池の構築を目標としています。

本研究室はリチウム金属を用いた全固体二次電池に関する研究を担当しています。リチウム金属は、従来のグラファイト負極に比べて10倍程度大きな重量エネルギー密度(mAh/g)を有し、電池のエネルギー密度を高めるために非常に有望な材料です。本研究では、固体電解質上で起こるリチウム金属の析出溶解反応機構の解明、その低抵抗化、安定化に向けた研究を進めています。

「その場形成概念に基づく高出入力型全固体電池の創成」
JST-ALCA (H23-28年度 予定) 研究代表者

バルク性能を有する酸化物系全固体リチウム二次電池の高出入力化に向けて、"その場形成"という新概念に基づいて革新的な界面抵抗の低減を実現します。電極活物質粒子間での固体電解質の"その場形成"、電極/固体電解質界面のイオン移動抵抗を低減する遷移相の"その場形成"、固体電解質からの電極活物質の"その場形成"等、材料が"その場形成"される物質創成反応を固固界面での高強度で低抵抗な接合形成の駆動力に活かします。これにより、酸化物系のバルク型全固体リチウム二次電池内部のイオン移動抵抗を飛躍的に低減する技術を開発します。


積層型のバルク型全固体電池の模式図(左)と、そのエネルギー密度試算図(右)。
正極層内部および正極層/固体電解質界面を高強度で低抵抗に接合する技術が必要。


Li7La3Zr2O12(固体電解質)/LiCoO2(正極)界面に遷移相を"その場形成"すると、
界面抵抗率が二桁低減し、CVの酸化還元のピーク電位差が小さくなる。

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