〇全固体リチウム電池のさらなる高性能化に向けて、

大電流で充放電を可能とさせることが極めて重要です。

〇固体内に埋もれている界面構造を捉える最先端の計測技術も紹介し、

制御された界面において極めて低い界面抵抗を実証した研究を紹介します。

全固体リチウム電池の高性能化に向けた

界面制御技術とその評価

【提携セミナー】

主催：株式会社情報機構

車載向け用途を中心に、リチウムイオン電池の市場は拡大を続けている。そのような中、現行のリチウムイオン電池よりさらに高エネルギー密度化できる全固体リチウム電池が次世代型蓄電池として期待され研究・開発が行われている。この全固体リチウム電池のさらなる高性能化に向けて、大電流で充放電を可能とさせることが極めて重要であり、固体電解質―電極間の高い界面抵抗を低減することが鍵になる。この抵抗は界面近傍におけるLiイオンや電子の移動現象に由来するため、それら現象を原子レベルで捉えることで界面抵抗起源に迫ることができる。そこで、我々は清浄な界面を有する薄膜型全固体リチウム電池とエピタキシャル薄膜作製技術を活用し、界面抵抗起源探索に向けた定量的な界面研究を進めてきた。本講座では、固体内に埋もれている界面構造を捉える最先端の計測技術も紹介し、制御された界面において極めて低い界面抵抗を実証した研究を紹介する。

◆受講後、習得できること

• 全固体電池の基礎知識
• 界面抵抗起源探索に関する最新の研究動向
• 電気化学の基礎知識
• 真空技術に関する基礎知識
• 薄膜合成に関する基礎知識

◆受講対象者

• 全固体電池の材料研究開発を始めたばかりの方から、ある程度の研究経験を経た方。
• 全固体電池についての基礎的知見を得たいと考えている方
• 全固体電池開発に取り組んでいるが、高出力化のような課題があり困っている方
• 本テーマに興味のある方なら、どなたでも受講可能です。

◆必要な予備知識など

• 電気化学の基礎知識
• 真空技術に関する基礎知識
• この分野に今日のある方なら、特に予備知識は必要ない。

◆講演中のキーワード

界面抵抗、全真空プロセス、清浄界面、エピタキシャル薄膜、真空技術

担当講師

東京工業大学 物質理工学院 特任准教授 西尾 和記 先生

■ご略歴：
学歴：
2002.04-2006.03 東京理科大学　理工学部　物理学科
2006.04-2008.03 東京大学大学院　新領域創成科学研究科　物質系専攻　修士課程
2008.04-2011.03 東京大学大学院　新領域創成科学研究科　物質系専攻　博士後期課程
職歴：
2011.04-2014.03 国立研究開発法人　物質・材料研究機構　ナノ材料環境科学拠点　2次電池材料グループ
2014.04-2016.03 Geballe Laboratory for Advanced Materials, Department of Applied Physics, Stanford University, ポスドク研究員
2016.03-2017.04 東北大学　多元物質科学研究所　エネルギーデバイス化学研究分野
2017.03-現在　東京工業大学　物質理工学院

■ご専門および得意な分野・研究：
固体物理、固体化学、電気化学、電池、触媒

■本テーマ関連学協会でのご活動：
電気化学会、応用物理学会

セミナープログラム（予定）

１．全固体電池の概要
（１）．電池の歴史から二次電池の開発動向まで
（２）．リチウムイオン二次電池における課題
（３）．全固体リチウム電池の構成
（４）．全固体リチウム電池における課題：電池部材間の界面

２．薄膜型全固体リチウム電池
（１）．薄膜型電池の構成
（２）．全真空プロセス
a．真空
b．パルスレーザー堆積法
c. スパッタ法
d. その他の一般的な蒸着法

（３）．2-3．エピタキシャル薄膜
a. 層状岩塩型構造LiCoO2薄膜の合成と評価
b. スピネル型構造LiNi0.5Mn1.5O4エピタキシャル薄膜

（４）． 界面抵抗の定量評価：　電気化学インピーダンス法

３．清浄界面における界面抵抗の定量評価
（１）．LiCoO2正極と固体電解質の清浄な界面
a. 固体電解質薄膜合成条件が界面抵抗に及ぼす影響
b. 界面構造と界面抵抗の関係
・X線CTR散乱法

４．汚染された界面における抵抗起源探索の研究
（１）． LiCoO2正極と固体電解質の汚染された界面
a. 電極表面の気体曝露による界面抵抗変化
b. 電池のアニール処理による電池動作回復

５．層状岩塩型構造の固溶体正極材料の研究例
（１）． 界面抵抗と結晶方位の関係
（２）． 電極大気曝露の影響

６． 5 V級 LiNi0.5Mn1.5O4正極に着目した界面抵抗
（１）． 界面抵抗の低減と高速充電
（２）． 清浄な界面形成による電池容量の増大
（３）． 界面抵抗の結晶方位異方性

７． 5 V級LiCo0.5Mn1.5O4正極と固体電解質の界面抵抗時間依存性

８．硫化物固体電解質―電極間の界面抵抗起探索の定量研究
（１）．LiCoO2正極薄膜を利用した界面研究
a．Li3PS4硫化物固体電解質とLiCoO2の界面構造
b．酸化物緩衝層導入による界面抵抗の低減

公開セミナーの次回開催予定

開催日

未定

開催場所

未定

受講料

未定

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●当日、可能な範囲で質疑応答も対応致します。
（全ての質問にお答えできない可能性もございますので、予めご容赦ください。）
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