CIQuS 量子ビーム連携研究センター

KEK

#08 高性能二次電池内の伝導/拡散パスの可視化

プロジェクトリーダー:木村 正雄

二次電池は自動車・飛行機・携帯デバイス等に広く用いられ、社会インフラを支えるデバイスの一つです。二次電池は、イオン・電子の移動による充放電が高機能・高効率で進行するように、複雑な階層構造を有しています。つまり、二次電池の高機能化・長寿命化のためには、マルチスケールの階層構造における、「化学種の伝導/拡散パスの挙動」を、時間と空間の両面から理解することが不可欠になります。

本プロジェクトでは、リチウムイオン電池を主なターゲットとして、(1)放射光を用いた様々な顕微法による化学種の多次元マッピング、(2)中性子を用いた軽元素の状態観察、(3)計測ビッグデータの情報科学・応用数学を用いた解析、を組み合わせ、二次電池内の伝導/拡散パスの可視化を行い、材料・プロセスへのフィードバックを目指します。

主要メンバー(KEK物構研)

木村 正雄,君島 堅一,武市 泰男, 丹羽 尉博,小野 寛太,大友 季哉,神山 崇

連携メンバー

内山 智貴,内本 喜晴(京都大学)
増田 卓也 (NIMS)

主な手法

X線顕微鏡(XAFS-CT,STXM,XAS/XRX/XRD,X-CT),XAFS,XRD,中性子散乱,中性子イメージング,中性子準弾性散乱,TRHEPD

二次電池の空間・時間でのマルチスケール階層構造
(京大・内本教授提供の図を改変)