研究内容
- Keywords
薄膜電池、固体電池、イオンダイナミクス、NMR、TOF-SIMS
研究紹介
リチウムイオン電池等の電気化学デバイスは、固体中をイオンが拡散することで動作することができます。私たちは、固体電池材料の拡散係数を測定することにより、固体/界面のイオンダイナミクスを解析しています。さらに、薄膜電池や焼結電池をモデルとしたその場測定技術により、固体電池の充放電機構を研究しています。
実験手法
飛行時間型二次イオン質量分析(TOF-SIMS)、パルス磁場勾配NMR(PFG-NMR)、パルスレーザー堆積(PLD)、電気化学測定学生募集
最先端の研究を通じて、博士学位を取得できるNIMSジュニア研究員制度があります。博士後期課程で月額約20万円のサポートあり。社会人博士も受け入れています。Figure 1: SIMSイメージングによるリチウム同位体の分布の可視化。同位体プロファイルの変化から、電池材料のリチウム拡散係数を調べることができる。 Figure 2: パルスレーザー堆積法による薄膜電池の作製とその場ラマン分光による正極構造変化の解析。
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
論文
- Naoaki Kuwata, Gen Hasegawa, Daiki Maeda, Norikazu Ishigaki, Takamichi Miyazaki, Junichi Kawamura. Tracer Diffusion Coefficients of Li Ions in LixMn2O4 Thin Films Observed by Isotope Exchange Secondary Ion Mass Spectrometry. The Journal of Physical Chemistry C. 124 [42] (2020) 22981-22992 10.1021/acs.jpcc.0c06375
- Gen Hasegawa, Naoaki Kuwata, Yoshinori Tanaka, Takamichi Miyazaki, Norikazu Ishigaki, Kazunori Takada, Junichi Kawamura. Tracer diffusion coefficients of Li+ ions in c-axis oriented LixCoO2 thin films measured by secondary ion mass spectrometry. Physical Chemistry Chemical Physics. 23 [3] (2021) 2438-2448 10.1039/d0cp04598e
- Naoaki Kuwata, Yasutaka Matsuda, Tatsunori Okawa, Gen Hasegawa, Osamu Kamishima, Junichi Kawamura. Ion dynamics of the Li Mn2O4 cathode in thin-film solid-state batteries revealed by in situ Raman spectroscopy. Solid State Ionics. 380 (2022) 115925 10.1016/j.ssi.2022.115925
書籍
- 桑田 直明. 第 4 編 第 6 章 第 6 節 二次電池. (株)エヌ・ティー・エス, 2020
- 桑田 直明, 河村純一. 二次イオン質量分析法による固体電池材料のリチウム拡散係数測定. (株)技術情報協会, 2020
口頭発表
- 長谷川 佑介, 桑田 直明, 長谷川 源, 松井 広志. K3H(SO4)2の前駆現象におけるプロトンの状態. 第48回固体イオニクス討論会. 2022
- 桑田 直明, 長谷川 源, 藤原靖幸, 射場 英紀. PFG-NMRによる固体電解質ニオブ酸ランタンリチウム単結晶の拡散係数測定. 第48回 固体イオニクス討論会. 2022
- 長谷川 源, 桑田 直明. 二次イオン質量分析法を用いたLi0.29La0.57TiO3固体電解質における粒界拡散の可視 化と定量評価. 第48回固体イオニクス討論会. 2022
所属学会
固体イオニクス学会, 電気化学会, 物理学会