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高リチウムイオン伝導性固体電解質薄膜を用いた全固体電池の高性能化

利用高锂离子电导率固体电解质薄膜提高全固态电池的性能

基本信息

批准号：
10J04643
负责人：
作田敦
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、前年度までに開発に成功した硫化物系リチウムイオン伝導性固体電解質薄膜を応用することで、電極-固体電解質界面を改善し、全固体リチウム二次電池の高性能化を行った。Li_2S-P_2S_5系固体電解質を、電極活物質粒子上にコートすることで電極-電解質複合材料を開発した。固体電解質のコート量は、複合材料の電子伝導性及びリチウムイオン伝導性に大きく影響することを見出し、固体電解質のコート量の最適化を行った。固体電解質を電極活物質粒子上へコートすることで、従来の手法で作製した全固体電池に比べて、固体電解質の使用量の低減が可能となり、全固体電池の高エネルギー密度化に成功した。また、リン酸鉄リチウム(LiFePO_4)を電極活物質として用いた全固体電池の作動に成功した。LiFePO_4は有望な電極活物質であるが、これまで硫化物系全固体電池に適用されていなかった。LiFePO_4を電極活物質として用いた場合、電極-電解質界面特性が全固体電池の性能に大きく影響することを見出し、表面に非晶質のリン酸リチウムを形成したLiFePO_4を用いることで、電池の高性能化に成功した。さらに、Li_2S-P_2S_5系固体電解質の機械的特性(弾性率)の評価方法の確立という新規な研究テーマを立ち上げた。大気安定性の低いLi_2S-P2S_5系固体電解質の機械的特性はこれまで報告例がなかった。超音波パルス法や圧縮試験による、ヤング率測定方法の確立を行い、Li_2S-P_2S_5系固体電解質のヤング率が約20GPa程度であることを示した。この成果は、全固体電池用固体電解質の新規な設計指針の獲得に繋がるものである。

は, before this year's annual までに open 発に successful した sulfide system リチウムイオン伝 conductivity of solid electrolyte film を応 with することで, electrode を improve し, total solid - solid electrolyte interface リチウム secondary battery の high-performance line をった. Li_2S - P_2S_5 solid electrolyte を, electrode material particle にコートすることで electrode - electrolyte composite を open 発した. Solid electrolyte のコートは, composite の electronic 伝 conductivity and びリチウムイオン伝 conductivity に big きく influence することを see し, solid electrolyte のコート quantity の line optimization をった. Solid electrolyte を electrode on living matter particles へコートすることで, 従 to ので cropping した all solid battery に than べて, low solid electrolyte の usage の may reduce がとなり, all the solid battery の high エネルギー density change に successful した. また, リン acid iron objects リチウム (LiFePO_4) live を electrode material として in いた all solid battery の actuation に successful した. LiFePO_4 な is expected to be applicable to な electrode active substances であるが and <s:1> れまで sulfide-based all-solid batteries に, and is suitable for されてなななったった. Live LiFePO_4 を electrode material として in いた occasions, electrode, electrolyte interface features が all the solid battery performance にのきく influence することをに see し, surface amorphous のリン acid リチウムを form した LiFePO_4 を with いることで, battery の high-performance に success した. さらに, Li_2S - P_2S_5 の mechanical characteristics of solid polymer electrolyte (弾 rate) の価の evaluation method to establish という new rules な research テーマを stand on ちげた. The mechanical properties of the <s:1> low <s:1> Li_2S-P2S_5 series solid electrolyte <s:1> れまでれまでれまで report example がなったったった. Method of ultrasound パルスや圧 shrinkage test による, ヤング rate determination method の line established をい, Li_2S - P_2S_5 solid electrolyte のヤング rate is about 20 degree of gpa でがあることを shown した. The な design guideline <s:1> for the new regulations on solid electrolytes for all-solid batteries has been obtained from に繋がるであるであるであるである.