4研究成果／次世代エネルギーデバイス

R-23

2022

リチウムイオン電池用正極膜内部の充放電による構造変化

アピールポイント

配向膜を用いた充放電劣化機構の原子レベル解明
【技術シーズ：膜作製／ナノ構造解析】

課題

・リチウム二次電池の充放電による構造劣化を明らかにすることは、二次電池材料の構造設計に必要

・Liイオン拡散の抵抗因子の特定化と原子レベルでの構造解析

解決手段

・化学溶液法により、正極配向膜を作製し、充放電前後の膜断面の走査透過電子顕微鏡法による原子分解能構造解析と界面抵抗解析を実施

成果・新規性

・化学溶液法により作製したLiMn₂O₄配向モデル正極薄膜の充放電前後の表面、および内部の微細構造変化と界面抵抗因子について明らかにした。

・充電後、正極膜内に形成した（111）面に沿った積層欠陥は、スピネル構造より（111）面間隔が収縮するため、膜内でのリチウムイオンの拡散を抑制することを解明

期待される市場・応用

・リチウム二次電池の長寿命化のための材料設計

発表文献

Y. H. Ikuhara et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 14 (2022), 6507–6517.

謝　辞：本研究の一部は、JSPS科研費（21K04635）にて実施されたものである。