【電池】全固体リチウム電池の界面抵抗を2800分の1に:緩衝層導入で化学反応層形成を抑制 [エリオット★]

1: へっぽこ立て子@エリオット ★ 2022/07/27(水) 14:32:34 CAP_USER.net
東京工業大学と東京大学の研究グループは2022年7月、全固体リチウム電池において硫化物固体電解質と電極材料の界面に化学反応層が形成されると、極めて高い界面抵抗が生じることを解明したと発表した。この界面に緩衝層を導入すれば、界面抵抗は2800分の1に低減され、電池は安定動作することを実証した。 全固体リチウム電池は、高い安全性と高速充電が可能なことから、電気自動車や大型蓄電池への応用が期待されている。しかし、硫化物固体電解質と電極材料の間に高い界面抵抗が生じ、大きな電流を流すことが極めて難しいなど、課題もあったという。 界面抵抗の起源としては、「空間電荷層」や「化学反応層」といったメカニズムが考えられている。しかし、粉体型の全固体電池では構造が複雑であり、要因を解明するための定量的な研究は難しかったという。そこで研究グループは、界面抵抗が増大するメカニズムを解明し、界面抵抗を低減する手法を見いだすことにした。 実験では、硫化物固体電解質にLi3PS4薄膜、電極にLiCoO2(001)エピタキシャル薄膜を用いて、薄膜型全固体電池を作製したが、正常な動作はしなかった。ところが、Li3PS4とLiCoO2の界面に、緩衝層として厚み約10nmのLi3PO4固体電解質を導入した。そうすると電池が動作した。緩衝層を導入したことで、Li3PS4とLiCoO2の界面抵抗は、導入前に比べ2800分の1に低減することが分かった。 研究グループは、透過型電子顕微鏡による界面構造の観察や、エネルギー分散型X線分光法と電子エネルギー損失分光法を用い、界面周辺の構成元素や電子状態の分析などを行った。 Li3PS4とLiCoO2の界面においては、硫黄がLiCoO2電極に拡散する。さらに、LiCoO2表面近傍で構造が変化し、化学反応層が形成されることが分かった。構造変化によって、界面近傍ではLiCoO2電極のコバルトが還元していることも判明した。 一方、Li3PO4緩衝層を導入した界面では、硫黄の拡散やコバルトの酸化状態が変化するようなことは確認できず、LiCoO2(001)表面が原子レベルで堅持されていることが分かった。 これらの結果により、界面における高抵抗のメカニズムは、固体電解質と電極の界面で発生する化学反応層に起因することが分かった。ここに緩衝層を導入すれば、化学反応層の形成を抑えることが可能なことも示した。 https://image.itmedia.co.jp/ee/a…icles/2207/27/tm_220727titech01.jpg 左図は作製した薄膜型全固体Li電池の模式図とサイクリックボルタンメトリー法による測定結果。右図はLi3PS4とLiCoO2の界面にLi3PO4を導入した場合の模式図と測定結果 出所:東京工業大学、東京大学 https://image.itmedia.co.jp/ee/a…icles/2207/27/tm_220727titech02.jpg 透過型電子顕微鏡法による界面の観察像。左図では化学反応層が形成されている。右図では緩衝層を導入することでLiCoO2(001)表面が原子レベルで堅持された 出所:東京工業大学、東京大学 今回の研究成果は、東京工業大学物質理工学院の西尾和記特任准教授と今関大輔大学院生(研究当時)、東京大学大学院理学系研究科の一杉太郎教授(東京工業大学物質理工学院応用化学系特任教授を兼務)らによるものである。 2022年07月27日 10時30分 公開 EE Times Japan https://eetimes.itmedia.co.jp/ee/a…icles/2207/27/news042.html

65: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 18:27:09 4UcT6YsY.net
>>1 国が手を引くと途端に良成果が上がる法則。

102: 名刺は切らしておりまして 2022/07/28(木) 10:06:19 gvkcUptZ.net
>>1 この研究は軍事開発に繋がる恐れがあるから そろそろ研究結果を中国に渡さないとな そうだろ?なんちゃら会議さん

9: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 14:50:42 DnlVXHxl.net
期待させ金を出させといてまだこの段階でした

19: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 15:08:03 4PZ/yNxi.net
日本は気持ち悪いから滅びて良いよ 自分は何も世の中に貢献してない癖に同胞の優秀な技術者が何か成し遂げると自分の功績のようかにホルホル 吐き気を催す気持ち悪さ ホルホルするならせめて多額の投資をするなりしたらどうだ? 美少女のソシャゲにブヒブヒ言いながら課金してないでさ

25: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 15:12:16 H8yL8YXN.net
特許だけじゃな生産が出来ないと未来はないのか

30: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 15:16:19 1/IkhjcM.net
適切な技術投資ができないから、M&Aに頼って騙されて大損する。 それが日本企業。

34: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 15:19:17 7sAdJnmC.net
どうせ全個体は向こう20年は無理

35: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 15:19:19 vVaKb7KY.net
日本が勝てるとしたら、水素だな。 トヨタとかが大型車に絞って、水素自動車にすれば世界でトップに立てる。 もうさ、電池は中国に任せて日本は水素で行こうぜ!

37: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 15:22:25 vVaKb7KY.net
全個体で成功してもどうせ欧米が都合のいいルール作って日本全個体を使えないようにする。 ハイブリットで負けた欧州が、ルール変更して電気自動車しか作れないようにして日本をつぶした。

40: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 15:28:13 1/IkhjcM.net
欧米はEVと合成燃料両にらみで日本が勝てなそうな方向に持ってくだろ。 それに合成燃料と言っても、色々あるからな。 欧米で結託して規格決められてやられたら日本は相当苦しい。 その辺の政治的立ち回りが日本はできないからな、市場が小さい日本では単独で規格を通す事はできないしな。

49: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 16:25:16 TP08x1oa.net
量産できなければ意味がない

53: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 16:36:42 k6Go2JZa.net
いつもの戦艦大和状態だろうなあ 電気自動車戦争はもう敗戦だよ

55: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 16:47:40 cm5UOH9C.net
大丈だ、青色LEDの中村さんのような偉業が 再びキタ〜! キタキタヾ(゜ω゜*)ノ

61: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 17:32:19 XYt5VWtL.net
気のせいか東大がからむと実用化はしない(できない)気がしてる

62: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 17:35:07 Uo4/cUp/.net
東工大とトヨタはつるんでるから、つまりそういう事

74: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 19:47:52 KBcUy4bj.net
研究結果は自民党が厳正に管理して祖国繁栄のために役立てます

80: 名刺は切らしておりまして 2022/07/27(水) 20:41:53 /F74tyV3.net
爆発の危険性を減らせるのは朗報。プラグインハイブリッドとか有効かもしれない。 構造上蓄電池は、筐体内の化学変化でエネルギーを保存するので多くエネルギーを貯められない構造は変わらない気がする。

100: 名刺は切らしておりまして 2022/07/28(木) 09:44:50 BtJ/BmYj.net
韓国人の平均TOEICスコア683 日本人の平均TOEICスコア531 日本人の方が劣等 日本がパクる側だっての

引用元: http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/bizplus/1658899954/