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:
  • 金额:
    $ 0.9万
  • 依托单位:
  • 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.

项目成果

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专著数量(0)
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专利数量(0)
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    権載勉;宮脇勝;作田敦
  • 通讯作者:
    作田敦
Improvement of Electrochemical Performance of All-Solid-State Lithium Secondary Batteries by Using Li_2 S-P_2 S_5 Solid Electrolyte Thin Films
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takashi Nagai and Masafumi Maeda;作田敦
  • 通讯作者:
    作田敦
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山内章裕;ら
  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中山翔太;鍋島隆行; 足立大樹; 三浦永理;山崎徹;H.Inui;作田敦
  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Asakura;Y;櫻井友季
  • 通讯作者:
    櫻井友季
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  • 通讯作者:
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