工学院ら,全個体電池の劣化をラマン分光で分析

工学院大学,電力中央研究所,ファインセラミックスセンターは,全固体電池の劣化解明手法を新たに開発した(ニュースリリース)。

全固体電池は,既存のリチウムイオン電池などで用いられる揮発性の液体電解質を固体電解質に置き換えることにより,その安全性が飛躍的に向上すると期待される新たな蓄電池の形態として待ち望まれている。

電気自動車,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,応用展開の幅は極めて広く,継続的に安全性を担保しながら利用していくために, 運転時の内部材料のモニタリング,継続使用に伴う劣化因子の解明・分析手法の高度化が求められていた。

研究グループは,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を開発すると共に,これを運転させながらマイクロメーター単位で各箇所の化学的結合変化を計測できる「オペランドラマン分析」のシステムを確立した。

正極・固体電解質・負極の積層構造からなる全固体ナトリウム電池の其々の箇所を断面方向から分析する手法として顕微ラマン分光計測を適用し,全固体電池の断面を露出させた状態でそのまま充放電させながら,ラマン分光計測できる(オペランド)システムを確立し,電池の運転下での直接計測が可能となった。

長期間利用に伴う劣化に由来する結合ピークと対応させることにより,継続利用に伴う劣化のメカニズム解明に繋げることが可能。これにより,全固体電池の連続運転(充放電)に伴う,劣化箇所・劣化要因を明らかにすると共に,劣化抑制の提案及び寿命延伸に伴う実用化に一歩近づくことが出来たとする。

今回の成果は,提案する新規分析手法の有用性を実証すると共に,全固体電池をはじめとしたリチウムイオン電池・ナトリウムイオン電池など,各種蓄電デバイスへの展開が期待されるもの。産学連携にも直接繋がる技術と期待できることから,研究グループは,その実用性も更に深めていくとしている。

その他関連ニュース

  • 工学院ら,ラマン分光などで全固体電池分析法を開発 2024年08月29日
  • 北大,ラマン散乱分光法でタンパク質を高感度検出 2024年08月06日
  • 産総研,神経細胞活動をラマン分光と機械学習で検出 2024年07月30日
  • キヤノン,ラマン分光を用いたプラ選別装置を発売 2024年06月06日
  • マクニカら,ペロブスカイトPVの社会実装に向け連携 2024年03月29日
  • 立命大,α水晶のフォノンを円偏光ラマン分光で観測 2024年03月29日
  • 佐賀大,ラマン光学活性分光で分子の構造解析 2024年03月25日
  • 佐賀大,希土類を含む化合物をラマン分光で構造解析
    佐賀大,希土類を含む化合物をラマン分光で構造解析 2023年11月30日