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中性子・放射光X線散乱を用いた充放電中の蓄電池の伝導イオンの時空間流れの解明

使用中子和同步加速器 X 射线散射阐明蓄电池充电和放电过程中导电离子的时空流动

基本信息

批准号：
20K05061
负责人：
福永俊晴
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、J-PARC/MLFの中性子回折装置群(SPICA, S-HPRD, NOVA)や準弾性散乱装置DNAを活用し、固体電解質の構造を知るとともにイオン伝導経路を明らかにする。さらに、全固体電池の充放電中（オペランド実験）の構成物質（正極、負極、固体電解質）の原子配列の可視化を目指すとともに、原子レベルの伝導イオン経路の解明とその伝導イオンの動きも直接観察する。その解析において、BVSイメージング法を活用し、固体内のイオン伝導経路を可視化し、伝導イオンの流れを原子レベルで明らかにすることを目的としている。これまで、交流インピーダンス装置、X線回折装置および中性子回折装置群(SPICA, S-HPRD, NOVA)を利用して、新たに合成した固体電解質のイオン伝導特性、構造相転移および詳細な結晶構造(室温、高温)の評価を行い伝導経路の解明を行ってきている。今回、メカニカルミリングおよび熱処理(573K)により(BaF2)x(SnF2)1-x試料を作製した。組成がx=0.54試料で最高のイオン伝導度が得られている。これらの試料の中性子回折実験データを用いてリートベルト解析を行った結果、PbSnF4に類似した結晶構造モデル（正方晶、空間群：P4/nmm）により良好なフィッティング結果を得ることができた。これにより、(BaF2)0.43(SnF2)0.57の結晶構造の中に「-SnSnMMSnSn-」層(M=Ba/Sn)が存在していることを明らかにした。さらに、フッ素の異方性温度因子の広がりから[-F1-F3-F1-]経路がフッ化物イオン伝導に寄与していると考えられる。

In this study, the J-PARC/MLF Neutral foldback device Group (SPICA, S-HPRD, NOVA) is designed for the active use of DNA devices and solid-state electronic devices. The materials (positive, negative, solid-state electrolysis) are formed into materials (positive, negative, solid-state electrolysis) in the charging and discharging equipment of the all-solid-state battery. The atoms can be arranged to guide the device, and the atom can be used to guide the device. In this paper, the analytical method is used, the BVS method is widely used, the guiding path in the solid is available, and the flow of atoms is known. The neutral refolding device group (SPICA, S-HPRD, NOVA) makes use of the characteristics of the phase shift device, the phase shift device structure (room temperature, high temperature), and the circuit guide circuit to understand the performance of the system. This time, please tell me what to do. (573k)