bars cross

公募研究A02 研究代表者

高速表面X線回折による薄膜型全固体電池正極活物質界面のオペランド観察

白澤 徹郎(しらさわ てつろう)
産業技術総合研究所 計量標準総合センター
主任研究員

専門分野

表面X線回折、表面科学

関連する研究者

清水 亮汰 東京工業大学・准教授
Wolfgang Voegeli 東京学芸大学・准教授
荒川 悦雄 東京学芸大学・教授

研究内容(概要)

全固体電池の固体電解質/正極界面の構造を、独自に開発してきた表面X線回折高速測定法(従来比100倍以上の高速化を達成)を用いてオペランド観察し、電池動作下における正極表面から内部にわたる構造変化(相変化過程、ドメインサイズ変化、非晶質化など)を、これまで実現されていなかった原子層分解能かつ0.01〜1秒の時間分解能で解析する。一般の固体電池材料は正極の界面接合面積および結晶配向が規定されていない複合材料であるため、界面構造と電池動作の相関を定量的に議論することが極めて困難であったが、本研究では、結晶方位を規定したエピタキシャル正極薄膜を構成要素とする全固体電池を測定対象とすることで解析の曖昧さを排し、界面イオン輸送過程の本質に迫る。高速電池動作や劣化過程に関する界面現象の理解を深め、界面イオンダイナミクスの学理構築に資するとともに、界面設計の指針獲得に繋げることを目的とする。

高速表面X線回折法による全固体電池正極界面のオペランド観察

代表的な研究業績

  1. H. Kawasoko, T. Shirasawa, S. Shiraki, T. Suzuki, S. Kobayashi, K. Nishio, R. Shimizu, T. Hitosugi,
    ACS Appl. Energy Mater. 3, 1358 (2020). DOI: 10.1021/acsaem.9b01766
  2. S. Shiraki, T. Shirasawa, T. Suzuki, H. Kawasoko, R. Shimizu, T. Hitosugi,
    ACS Appl. Mater. Interfaces 10, 41732 (2018). DOI: 10.1021/acsami.8b08926
  3. T. Shirasawa, T. Masuda, W. Voegeli, E. Arakawa, C. Kamezawa, T. Takahashi, K. Uosaki, T. Matsushita
    J. Phys. Chem. C 121, 24726 (2017). DOI: 10.1021/acs.jpcc.7b09784

関連ウェブサイト

https://unit.aist.go.jp/mcml/

連絡先

t.shirasawa -at- aist.go.jp [-at-=@]

to top