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2014-4

リチウムイオン二次電池用正極膜のナノ構造解析


技術のポイント

HAADF-STEM、ABF-STEM法により、エピタキシャル正極膜と基板界面の結晶構造を原子レベルで解析した

基礎研究


背景
Liイオン二次電池の全固体化に向けて、高効率なLiイオン電池反応を進めるためには、電池材料の積層化、Liイオンの移動に伴う正極材料の界面や粒界等、ナノレベルでの構造制御が必要。

目的
化学溶液法を用いてAu上に製膜したLiMn2O4正極膜の微細構造、基板との界面構造に着目して解析する。

成果
(1) Au/Al2O3 基板上にLiMn2O4エピタキシャル膜の製膜に成功
(2) 結晶成長初期の界面直上約10nm_LiMn2O4膜は、立方晶から正方晶に歪むことで基板と構造緩和し、その後、立方晶LiMn2O4膜が安定に形成できることを解明


・手法: CSD法によりAu(111) / Al2O3(0001) 基板上にLiMn2O4膜を作製し、断面観察試料をFIB法で作製し、高分解能透過電子顕微鏡観察を行った

図1. LiMn2O4膜/Au断面の(a) 微構造
(b) 電子線回折、界面の(c) HAADF像、
(d) LAADF像
図2. LiMn2O4膜/Au界面の(a) HAADF像、 (b)ABF像




期待される適応分野
高効率Liイオン電池の開発
高エネルギー蓄電材料の開発

謝辞 本研究は、トヨタ自動車からの委託研究として実施したものである。



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