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R-5
2019

Liイオン二次電池正極のLiイオン分布観察




課題
Liイオン二次電池の研究開発を促進するにはLiイオンの分布や移動現象を解明し設計指針を明確化していくことが重要となる。すなわち、Liイオン分布の計測や界面構造解析手法の構築が必要不可欠となる。

解決手段
走査透過電子顕微鏡(STEM)とモノクロメータを用いた電子エネルギー損失分光法により、ナノスケールでのLiイオン濃度イメージング方法を開発

成果・優位性
モノクロメータを用いた電子エネルギー損失分光法により、Li濃度情報を効率的に抽出することで電子線に弱い電池材料の解析手法の構築に成功
LiFePO4とFePO4の境界には中間相が存在し、大きな格子定数差を緩和するのに重要な役割を果たすことを明らかにした。


実験方法: 走査透過電子顕微鏡、モノクロメータによる電子エネルギー損失分光法
STM像 リチウムイオン分布解明 & 移動観察
オリビン電極内部のリチウムイオン分布と移動過程の観察結果
(STEM像と同じ場所でリチウムイオン分布像を取得。緑色は中間組成の領域)



期待される市場・応用
Liイオン電池内部のLiイオン移動メカニズム解明による電池特性向上

発表文献
S. Kobayashi, A. Kuwabara, C. A. J. Fisher, Y. Ukyo & Y. Ikuhara
Nature Communications 9, 2863 (2018).

謝辞 本研究は、NEDO「革新型蓄電池実用化促進基盤技術開発(RISING2)」で実施したものである。


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