全固体電池を幅広いレンジで俯瞰できる新たな分析方法を開発

に置き換えることで、安全性が飛躍的に向上すると期待されています。この安全性の向上により、電気自動車や再生可能エネルギーの蓄電用途としての大型蓄電池など、幅広い応用展開が可能となります。実用化に向けた研究開発を加速するためには、電池の動作中に複雑な反応を正確にモニタリングし、それぞれの相関関係を解明する分析手法が求められています。
工学院大学大学院 工学研究科の関 志朗 准教授・平岡 紘次 大学院博士課程3年、坂本 哲夫 教授らは、ファインセラミックスセンターの山本 和生 主席研究員、電力中央研究所の小林 剛 上席研究員と共同で、2021年度より資源制約の極めて少ない次世代蓄電池の候補として期待される酸化物系全固体ナトリウム電池(図1)の開発に携わってきました*。この研究の中で、電池の動作中にオペランド走査電子顕微鏡(※2)／エネルギー分散X線分光計測(※3)とオペランドラマン分光計測(※4)を用いて、マイクロメーター・原子スケールでの元素分布や結合状態の変化を観測しました。さらに、飛行時間型二次イオン質量分析計(※5)により、同一電池におけるナノスケールでの精密な元素分布も捉えました。これにより、幅広いスケールで全固体電池の反応を直接観測できる「マルチスケール分析(※6)」