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2013-1

位置分解EELSによる次世代全固体電池内部のLi分布直接観察


技術のポイント

Liイオンの移動抵抗が低い「その場形成電極/固体電解質」界面近傍のLi分布を観察し、そのメカニズムを解明

基礎研究


背景
全固体Liイオン電池は、電極/固体電解質界面におけるLiイオンの移動抵抗が高いという課題があり、その解決法が望まれている。

目的
低い界面抵抗を持つ「その場形成電極/固体電解質」界面近傍のLi分布を位置分解EELSにより観察し、低い界面抵抗のメカニズムを探る。

成果
(1) 位置分解EELSを用いて、[その場形成電極/固体電解質]界面近傍のLi分布をナノスケールで直接観察することに成功した。
(2) 界面近傍では、Li濃度は緩やかに変化しており、電極と固体電解質がナノスケールで混合しながら接続していることがわかった。
界面近傍での電極と固体電解質の混合接続が、界面抵抗を下げていると考えられる




図 (a)位置分解EELSの実験セットアップ、(b)全固体電池の模式図、(c)その場形成負極/固体電解質界面近傍のTEM像、
(d)Li-Kedgeの位置分解スペクトル像、(e)一次元 Li濃度分布



今後の展開
充放電しながら、その場位置分解EELSを行い、
Li濃度の変化や他の元素の電子状態変化も捉える
次世代 Liイオン電池の開発へ寄与

謝辞 本研究は、革新型蓄電池先端科学基礎研究事業 (NEDO)からの委託研究として実施したものである。



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