5研究成果／次世代電池

R-24

2026

フッ化物電池におけるCu単結晶電極のフッ化反応解析

アピールポイント

Cu／CuF₂界面は原子レベルで接合していることを解明
【技術シーズ：透過電子顕微鏡法】

背景・課題

・フッ化物電池は高エネルギー密度が期待できる次世代蓄電池として注目

・電極金属は充電中に100～200％の体積膨張を伴いフッ化反応が進行

・大きな体積膨張を伴うフッ化反応機構の理解には、反応進行の場となる電極金属／フッ化物界面の状態把握が不可欠であるが、その詳細は未解明

解決手段

・電極金属／フッ化物界面を直接観察可能なモデル電池を構築

・透過電子顕微鏡法により充電後のモデル電池界面を原子分解能レベルで観察

成果・新規性

①Cu単結晶を用いたモデル電池を構築し、充電（フッ化反応）によりCuF₂形成

②CuとCuF₂の界面状態を原子分解能で観察に成功

③フッ化反応に伴う体積膨張変化を緩和するための中間相や転位などはなく、原子レベルでCuとCuF₂が接合していることを解明

期待される市場・応用

・フッ化物電池

発表文献

S. Kobayashi et al., J. Mater. Chem. A 13(2025), 40731-40740.

謝　辞：本研究は、NEDO委託事業「電気自動車用革新型蓄電池開発（RISING3）」（JPNP21006）の一環として実施されたものである。

担当者：小林俊介、黃馨慧、横江大作、小川貴史、桑原彰秀

共同研究者：（東京大学／JFCC）幾原雄一、（京都大学）佐藤和之、安部武志