無焼結セラミックス成形技術を用いた高イオン伝導材料開発への挑戦

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代表的固体酸化物電解質であるペロブスカイト型LiLaTiO3やガーネット型Li7La3Zr2O12は10-3 S/cmの高いバルクイオン伝導を示すことが知られているが、酸化物セラミックスは材料は材料自身が非常に硬いために加工性に乏しく、結果的に界面抵抗が非常に高くなり、トータルのイオン伝導度は10-4 S/cmが精いっぱいである。さらに電池構造を構成する際には高温焼結が必須となり、組成ずれ等の問題点もあり応用が困難であった。本研究は界面抵抗低減を可能とする柔らかな加工性結着性を有する固体無機酸化物電解質材料の開発を行っている。本年度は母材として用いる柔らかい材料の開発を行った。報告されている材料より柔らかさに着目してLi-B-O系材料に着目して材料開発を行った。メカノケミカル処理を行う事によって結合を破壊し、結晶から非晶質を作製する事で材料の柔らかさを25％向上させた。個の母材は硫化物系に匹敵する柔らかさを持ち合わせ、常温常圧にて一軸加圧にて成形性を有し、成形後の表面を観察した結果、粒子同士が押しつぶされて非常に接合性のよい界面を形成した。