5研究成果 ／ 次世代電池
R-25
2026
STEM-EELSを用いた電解MnOxの局所酸化状態分布解析
アピールポイント
マンガン酸化物の見えない不均一性を可視化
【技術シーズ：微構造解析／酸化状態分布解析】
背景・課題
・Zn-MnO2二次電池では、高速充電時のサイクル性能低下が実用上の課題
・正極反応（理想的にはMn2++2e－↹MnO2）および劣化機構が未解明
・電池性能低下に関与しうる電析物組成因子を抽出する必要性
解決手段
・性能低下に関与する電析条件（充電電流密度・プロトン濃度）を系統的に比較
・各条件で合成された電析物の局所組成分布を解析
・STEM-EELS（電子エネルギー損失分光）によるMn価数の空間分布を可視化
成果・新規性
①スペクトルの成分分離により、電析物中のMn2+/Mn3+/Mn4+を定量的に識別
②電析物粒子内部の組成が不均一であることを可視化
③高速充電条件ほど低Mn価数相が増加＝理論比容量低下を示唆
電析条件
WE：GC平板（0.5 cm2）
CE：Zn板
RE：Ag/AgCl
電解液：1 M MnSO4+ZnSO4
pH：1, 2, 4.2
定電流：4, 40, 400 μA/cm2
電析量：1 mAh/cm2
期待される市場・応用
・二次電池
・酸化状態分布解析
謝 辞：本研究は、NEDO「電気自動車用革新型蓄電池開発（RISING3）」（JPNP21006）によって実施されたものである。
担当者：佐々木祐生、吉田要、桑原彰秀
共同研究者：（JFCC／東京大学）幾原雄一