固体電解質のイオン伝導経路の設計と電解質/電極界面の制御技術

1. イオン伝導パスを拓く階層構造による結晶相界面デザイン

(2016年4月20日 10:00〜12:00)

　0.1nm～100μm範囲の階層的な空間・空隙構造をもつ機能性無機結晶を育成する技術 (結晶相界面デザイン技術) の学理を構築します。フラックス法による自形結晶育成技術を基軸に、結晶内イオン伝導経路予測、結晶形状制御、結晶面配向制御、パターン形成による結晶層の空間制御、異相界面の精密接合、イオン伝導パスを可視化する技術を新規開発します。イオン伝導経路を自在に設計し、負極から正極までシームレスな超イオン伝導パスをもつ、『高入出力対応バルク型全固体リチウムイオン二次電池』を実現します。

2. 固体電解質の界面・表面におけるリチウムイオン分布とイオン伝導性

(2016年4月20日 12:45〜14:45)

　次世代二次電池候補として全固体電池が期待されています。全固体電池では、液系電池にはなかった、固体・固体界面におけるイオン伝導が特性向上の鍵となります。本講座では、固体電解質の界面および表面構造に焦点を当て、その構造およびイオン分布、イオン伝導性を解説します。

1. 全固体二次電池固有の抵抗
   1. 粒界抵抗
   2. 活物質・電解質界面抵抗
2. 固体電解質の界面構造
   1. 界面反応相の形成
   2. 界面歪み
   3. 空間電荷層
3. 固体電解質の界面・表面の分析例
   1. 電気化学的手法
   2. 電子顕微鏡による観察
   3. ナノ複合体を利用した分析
      1. メゾ細孔中のAgIの特異的イオン伝導の機構
      2. 正極活物質と固体電解質の界面構造とイオン伝導性
   4. 固体電解質の表面構造とイオン分布
4. 界面構造制御によるイオン伝導性の制御
• 質疑応答

3. In situ 電子顕微鏡技術による全固体電池内部の電池反応解析

(2016年4月20日 15:00〜17:00)

　高性能な電池を開発するためには、電池内部で起こる電気化学反応を理解することが重要であり、最近、充放電中における電池反応のinsitu解析が行われつつある。本セミナーでは、透過型電子顕微鏡技術を用いた電池のinsitu観察技術および最近の応用例を紹介する。電子エネルギー損失分光法 (EELS) によるLi分布のinsitu観察、遷移元素への影響、電子線ホログラフィーを用いた局所的な電位分布の観察など、各手法の原理から講義する。

1. はじめに
   1. 透過型電子顕微鏡による電池解析の意義
   2. 透過型電子顕微鏡の種類と観察例
2. その場電子顕微鏡技術
   1. 試料作製法
   2. その場観察用装置など
3. 電子線ホログラフィーによる電池内部の電位分布のその場観察
   1. 電子線ホログラフィーの原理
   2. 電子線ホログラフィーによる局所領域の電位分布その場観察
4. 位置分解電子エネルギー損失分光法によるその場観察
   1. 位置分解電子エネルギー損失分光法の原理
   2. 位置分解電子エネルギー損失分光法によるLi分布、遷移元素の電子状態観察
• 質疑応答