【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.03】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23AT0059

利用課題名 / Title

放射光X線によるリチウムイオン電池材料の解析

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

蓄電関連材料,二次電池/ Secondary battery,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

細野 英司

所属名 / Affiliation

産業技術総合研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

山崎 将嗣

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-109：６インチ電子ビーム真空蒸着装置（アールデック）

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

持続的発展可能な低炭素社会の実現には、クリーンなエネルギーデバイスの普及が必須である。リチウムイオン電池(LIB)は、車載用から定置型まで幅広く応用されているが、更なる特性の向上が期待されている。本研究では、LIBの飛躍的な性能向上のため、電子状態レベルからの理解に基づいた材料開発の設計指針の立案を目指し、放射光軟X線を用いた高度解析手法の開発を行った。

実験 / Experimental

図に示すように、厚さ100nm程度のSiN薄膜窓を有するSiチップ上に電子ビーム蒸着装置を用いてTi/Auの薄膜を作成した。これを電池電極の集電体とし、この集電体膜状に電極活物質を成膜し、測定用に適したLIBセルを作成する研究開発に取り組んだ。

結果と考察 / Results and Discussion

放射光軟X線を用いた測定は、超高真空中で実施されるため、電解液を利用するセル内部の解析対象は、集電体を有するSiNの薄膜窓によって真空と分けられる、特殊なセル構造である。解析のためには、X線の透過が重要であり、電子ビーム蒸着による薄膜作成が重要であり、本研究により薄膜窓を用いた放射光用測定セルの開発が進展し、実際の測定による電子状態解析が期待される。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

SiN窓を用いた電極

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件