2研究成果／次世代電池

R-10

2025

全固体電池用負極-固体電解質の作製と界面構造解析

アピールポイント

全固体電池の固体電解質／負極界面の格子整合性を解明
【技術シーズ：化学溶液法／ナノ構造解析】

背景・課題

・全固体リチウム電池では、充放電により、負極と固体電解質界面における体積収縮が小さく、界面抵抗の小さな材料を選定することが必要

・熱処理による負極―電解質界面での結晶安定性・整合性を解明する。

解決手段

・充放電による体積変化の少ないLi₄Ti₅O₁₂（LTO）負極、および粒界抵抗の小さい (Li,La)NbO₃（LLNO）酸化物単結晶固体電解質を選択

・化学溶液法を用いることで低温からのLTO単相膜形成の可能性を検討

・固体電解質-負極膜の異相界面について走査透過電子顕微鏡（STEM）で構造解析を実施し、整合性を評価

成果・新規性

①LLNO酸化物単結晶固体電解質上に高い結晶性のLTO負極膜の合成手法を確立

②Liイオン伝導に優位な負極‐固体電解質界面の原子構造を解明

③LTOの（040）面の7層の原子層が、LLNOの（114）面の9層の原子層と界面で一致していることを特定

期待される市場・応用

・全固体リチウム電池

謝　辞：本研究の一部は、JSPS科研費（21K04635）および防衛装備庁安全保障技術研究推進制度（JPJ004596）にて実施されたものである。

担当者：幾原裕美、菅原義弘、小林俊介、桑原彰秀