高出力全固体電池に向けた界面制御の基礎と研究最前線

全固体電池の開発は世界中で競争となっており、特に、より高電圧で大電流が取り出せる高出力型全固体電池が注目されている。この実用化のために解決すべき課題の1つが、固体電解質と電極が形成する界面での電気抵抗低減である。 　固体電解質/電極界面の電気抵抗、つまりイオン伝導特性は、固体電解質と電極材料の組み合わせだけではなく、その界面の形成プロセスに強く依存する。そこで、高いイオン伝導特性を示す界面構造、ならびに全固体電池の開発設計指針について、最新の研究成果を紹介する。 　さらに、本セミナーでは半導体物理と電気化学の橋渡しをすることも狙いのひとつとする。全固体電池は固体からなっている。したがって、界面制御に向けて、全固体電池の動作と界面状態について、半導体物理 (固体物理) と電気化学の両面から理解することが重要である。現在の電池技術の発展において、物理や化学の縦割りは無意味であり、使える学問はすべて導入して最短時間で開発を成し遂げなければならない。そこで、電気化学の専門家には固体物理の一部である半導体物理の入門として、固体物理を専門とする方には電池研究の入門としての講義も行う。

1. 全固体リチウム電池の基礎
   1. 全固体電池の現状と実用化への課題
   2. 半導体界面の基礎
   3. 電解質/電極界面の基礎
2. 固体電解質/電極界面研究
   1. 界面研究の方法論
   2. 電池材料の薄膜作製と評価
   3. 薄膜型全固体電池の作製
   4. 固体電解質/金属界面におけるリチウム振る舞い
   5. 固体電解質/電極界面のイオン伝導特性
3. 固体電解質/電極界面の構造評価
   1. 透過電子顕微鏡を用いた構造評価
   2. X線回折を用いた構造評価
   3. 全固体電池の開発設計指針
4. 高電位正極を用いた全固体電池
   1. 電解質/電極界面におけるリチウムイオンの拡散現象
   2. 低抵抗界面の形成と高速充放電
   3. 界面アニール処理の影響
   4. ガス曝露の影響