2025年度

JFCC研究成果集

独創的研究で社会変革に対応 ~マテリアル新時代へ~

2研究成果 / 次世代電池

R-8

2025

SDGs7

オペランド電子線ホログラフィーによる全固体電池の電位分布の観察

SDGs7

アピールポイント

放電時にLiの滞留を示唆する局所的な電位低下を初めて検出
【技術シーズ:電子線ホログラフィー/オペランド技術】

背景・課題

・高性能電池を開発する上で、Li分布だけでなく電位分布を評価することも重要​

・定量評価する上で、電子線照射による試料の帯電などが大きな問題であった。

・電位の変化を定量的に評価できる新たな試料作製/観察技術を開発する。

解決手段

・電子線照射による試料の帯電を抑制しながら電圧を印加できる技術(ナノシールド技術)を薄膜電池に適用し、電子線ホログラフィーで電位変化を可視化​

成果・新規性

①ナノシールド技術により、電池内部の電位変化を定量的に観察する事に成功

②放電時に界面近傍で局所的な電位低下を観察 → Liの滞留(界面抵抗)を示唆

(a) 薄膜電池の構成、(b) ナノシールド技術、(c) 電池特性
(d) 正極/固体電解質界面の断面TEM像、
(e) 充放電中における電位マップ、(f) 電位プロファイル

期待される市場・応用

・全固体リチウム/ナトリウムイオン電池、固体イオニクスデバイス

発表文献

著書「Interface Ionics」Chapter 17, pp. 185 - 197. (Springer)​

謝 辞:本研究は、科学研究費補助金(新学術領域研究、JP19H05814)、および JST-GteXプログラム(JPMJGX23S2)において実施されたものである。

担当者:山本和生

共同研究者:(九州大学)麻生亮太郎、(東北大学)雨澤浩史、(名古屋大学)入山恭寿