報告書番号

T02034

タイトル（和文）

全固体型リチウム二次電池の開発(III) --RFスパッタ法を用いたコンポジット全固体型電池の試作--

タイトル（英文）

Research and Development of All-solid-state Lithium Secondary Batteries (III)-Demonstration of a Composite-type All-solid-state Battery by Using RF Magnetron Sputtering Method-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所では正極界面に耐酸化性の高い無機固体電解質(SIE)、負極界面に耐還元性と形状自由度の高い高分子固体電解質(SPE)を配置したコンポジット固体電解質を提案している。本報告では、5 V級正極材料であるLiNi0.5Mn1.5O4上にSIEをRFスパッタ法にてコーティングする手法によりコンポジット全固体型電池を作製し、25℃で4.6 Vの放電平坦部を示す電池性能を確認した。SIEコーティング処理のない高分子型電池では4.3V以上でSPEが酸化分解されることから、SIEのコーティングにより正極からSPEへの酸化分解を抑制する効果を示すものと考えられる。また、本研究は、正極へのSIEコーティング処理の適用により、SPEと高電圧正極とが組み合わせ可能であることを示唆するものである。

概要 （英文）

We propose a composite electrolyte in which an inorganic electrolyte (SIE) is placed at the positive electrode surface and a polymer electrolyte (SPE) is placed at the negative electrode surface. In this setup, a high-voltage positive material can be utilized with a lithium metal negative electrode in an all-solid-state battery. In this work, a 5 V-class positive electrode, LiNi0.5Mn1.5O4, was applied in a composite all-solid-state cell by coating an inorganic thin-film electrolyte on the LiNi0.5Mn1.5O4 surface. The composite-type cell, [LiNi0.5Mn1.5O4 | SIE | SPE | Li], showed a higher discharge plateau (4.6 V) than the polymer-type one, [LiNi0.5Mn1.5O4 | SPE | Li], at 298 K. The polymer electrolyte was oxidized by the positive electrode over 4.3 V in the polymer-type cell. On the other hand, the inorganic electrolyte acted as a barrier protecting against oxidation from the positive electrode to the polymer. This result means that a polymer electrolyte may be used for high-voltage positive electrodes such as LiNi0.5Mn1.5O4 by the modifying the electrode surface.

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