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R-9
2019

サファイア基板上に形成したLi過剰系正極薄膜の界面構造解析




課題
SrTiO3基板上に形成した単相Li2MnO3薄膜は電気化学的に活性を示す。結晶構造の異なるα-Al2O3基板上に形成した場合も同等の充放電特性を発現する。しかし、これらLi過剰系正極薄膜の構造の類似性や特異性は充分に解明されていない。

解決手段
α-Al2O3基板上にSrRuO3集電体層を介して形成したLi2MnO3薄膜の収差補正走査透過電子顕微鏡観察を行い、優れた充放電特性を発現する原子構造・界面構造を明らかにする。

成果・新規性
SrRuO3/α-Al2O3界面の格子ミスフィットは大きく、擬半整合界面を形成
Li2MnO3、SrRuO3のファセット構造は、α-Al2O3のR面の連続性を継承
SrRuO3/SrTiO3界面とは異なる形成機構だが、Li2MnO3の充放電特性は類似


実験方法: 収差補正走査透過電子顕微鏡、集束イオンビーム加工、SEM
Li2MnO3薄膜の定電流充放電曲線
Li2MnO3薄膜の断面SEM像
SrRuO3/α-Al2O3界面のHAADF像(左)およびBF像(右)



期待される市場・応用
・優れた全固体Liイオン電池の設計指針の明確化
・充放電特性と原子構造・界面構造の相関の解明

発表文献
Y. Sugawara et al., J. Electrochem. Soc., 165, A55 (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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