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電池材料表面の充放電特性をナノスケールで画像化するのに成功東北大学

科学技術振興機構先端計測分析技術・機器開発プログラムの一環で,東北大学の開発チームは,電池材料表面の充放電特性を,ナノスケールで連続的に測定し,画像として可視化する「ナノ電気化学セル顕微鏡(NanoSECCM)」の開発に成功したと発表した。

リチウムイオン2次電池の正極は混合材料でできているため,電極内部の特性や電極表面の構造が不均一で,電池の性能にも影響を与えるため,こうした不均一性をナノスケールで画像化し,その形成原因を解明が期待されていたが,従来の電気化学測定法では,試料全体を電解液に浸ける必要があり,高い空間・時間分解能で局所的な充放電特性を評価することが困難だった。

今回,新たに開発したNanoSECCMでは,先端の太さが数10ナノメートルのピペットに電解液を充填し,その先端を電池材料表面にある一定のところまで近づけると,それらの間のわずかなすき間が電解液によってつながり,局所的に電気化学反応が起きる場を形成,この技術により,リチウムの挿入脱離に伴う電流などの局所的な電気化学計測を可能とした。今後高機能なリチウムイオン2次電池の開発が期待される。

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