寺沢亮輔さん（理工学部材料機能工学科4年、土屋文教授研究室）

2023年11月 6日

低速および高速充放電された全固体リチウム電池におけるコバルト酸リチウム正極材料中のリチウムイオン挙動

同賞は、幅広い金属材料研究分野の中で最も斬新な研究成果を報告した研究者に贈られます。今回のポスターセッションでは、イオンビーム分析の一つである反跳粒子検出(ERD)法を用いて、異なる速度で充放電された全固体リチウム(L⁺)イオン電池(Au/LiCoO₂/LATP/Pt)内のLiCoO₂正極中のLi蓄積量をその場で測定し、その正極中のLi⁺イオン挙動について調べた結果を発表しました。LiCoO₂正極中のLi濃度は2.8 Vまで高速充電すると72 %(Li_0.28CoO₂)まで減少することがわかりました。次に、LiCoO₂正極中のLi濃度は-2.8 Vまで低速放電すると95 %(Li_0.95CoO₂)まで増加するが、高速放電すると48 %(Li_0.48CoO₂)までしか増加しないこともわかりました。さらに、Au/LiCoO₂界面付近のLi濃度は低速放電により初期のLi濃度より高くなることもわかりました。これらの結果は、Li⁺イオン電池の電池容量およびLiCoO₂正極中の深さに対するLi蓄積量は充放電速度に大きく依存することを示しており、リチウム電池の開発に携わる重要な情報を提案することができました。