高エネルギー密度・高安全な硫化物型全固体電池の開発

研究課題

体系的番号	JPMJGX23S5
DOI	https://doi.org/10.52926/JPMJGX23S5
研究代表者	林晃敏大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2023 – 2027
概要	高エネルギー密度・高安全な全固体電池の開発が期待されている。これまで適用が困難とされてきたリチウム金属やシリコンなどの高容量負極、硫黄系やリチウム過剰系などの高容量正極を用いる際の最大の課題は、充放電時に正負極活物質が大きく体積変化を生じる点である。これら高容量電極に適した機械的性質と電気化学的安定性、イオン伝導性を兼ね備えた固体電解質を開発する。電極－電解質間の固体界面を形成・保持するための界面設計や電池製造プロセス、充放電時に界面で生じるメカニズム解明のための高度計測・計算手法の深化に取り組む。硫黄系正極を用いる全固体Li-S電池およびLi過剰系酸化物正極を用いる革新型全固体LIB、それぞれについて実証用電池の開発目標値を右図に示す。高エネルギー密度・高安全な硫化物型全固体電池の実用化の加速に資する研究基盤を確立し、将来のGX実現に貢献する。
研究領域	蓄電池

報告書

(2件)

2024 年次報告書 ( PDF )
2023 年次報告書 ( PDF )

主な研究成果
(26件)

すべて 2024

すべて雑誌論文 (26件) (国際共著 3件、査読あり 26件、オープンアクセス 20件)

[雑誌論文] A Method for the Tensile Strength Prediction of Tablets with Differing Powder Plasticities2024
- 著者名
  Takeru Yano, Atsushi Oshiro, Shuji Ohsaki, Hideya Nakamura, Satoru Watano
- 雑誌名
  
  Chem. Pharm. Bull.
  
  巻: 72 ページ: 374-380
- DOI
  10.1248/cpb.c24-00090
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Effects of Lithium Halides on Electrode-Electrolyte Bifunctional Materials for High-Capacity All-Solid-State Batteries2024
- 著者名
  Tatsuki Shigedomi, Yushi Fujita, Kota Motohashi, Masahiro Tatsumisago, Atsushi Sakuda, and Akitoshi Hayashi
- 雑誌名
  
  ACS Applied Materials and Interfaces
  
  巻: 16 ページ: 20542-20550
- DOI
  10.1021/acsami.4c01662
- 査読あり
[雑誌論文] In situ structural characterization of Li3PS4 solid electrolytes under high pressure2024
- 著者名
  Atsushi Yao, Shogo Kadota, Satoshi Hiroi, Hiroki Yamada, Jo-chi Tseng, Seiya Shimono, Futoshi Utsuno and Koji Ohara
- 雑誌名
  
  Journal of Solid State Electrochemistry
  
  巻: 28 ページ: 4401-4407
- DOI
  10.1007/s10008-024-05889-4
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Single-Crystal Growth of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 via the Flux Method and Its Electrochemical Properties2024
- 著者名
  Kingo Ariyoshi, Toshiyuki Tanaka
- 雑誌名
  
  Crystal Growth & Design
  
  巻: 24 号: 9 ページ: 3771-3776
- DOI
  10.1021/acs.cgd.4c00101
- 査読あり
[雑誌論文] Chronoamperometric analyses of lithium insertion/extraction kinetics of lithium nickel manganese oxide using the diluted electrode method2024
- 著者名
  Kingo Ariyoshi, Shinya Hiroshima
- 雑誌名
  
  Electrochimica Acta
  
  巻: 487 ページ: 144192-144192
- DOI
  10.1016/j.electacta.2024.144192
- 査読あり
[雑誌論文] Aqueous solution synthesis of lithium-ion conductive tin-based sulphide electrolytes2024
- 著者名
  Takuya Kimura, Hayata Tanigaki, Atsushi Sakuda, Masahiro Tatsumisago and Akitoshi Hayashi
- 雑誌名
  
  Green Chemistry
  
  巻: 26 ページ: 9264-9269
- DOI
  10.1039/D4GC02159B
- 査読あり
[雑誌論文] 多粒子有限要素法を用いた粉体圧縮成形プロセスと成形体の圧壊強度試験の数値解析2024
- 著者名
  大崎修司，今吉優輔，小川航輝，仲村英也，綿野哲
- 雑誌名
  
  粉体工学会誌
  
  巻: 61 ページ: 486-492
- DOI
  10.4164/sptj.61.486
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Dynamic Volume Change of Li2S-Based Active Material and the Influence of Stacking Pressure on Capacity in All-Solid-State Batteries2024
- 著者名
  Yushi Fujita, Konrad Munch, Taichi Asakura, Kota Motohashi, Atsushi Sakuda, Jurgen Janek, Akitoshi Hayashi
- 雑誌名
  
  Chemistry of Materials
  
  巻: 36 号: 15 ページ: 7533-7540
- DOI
  10.1021/acs.chemmater.4c01514
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Amorphous Li2O-LiI-MoO3 solid electrolytes: mechanochemical synthesis and application to all-solid-state batteries2024
- 著者名
  Yushi Fujita, Tomoya Otono, Taichi Asakura, Jiong Ding, Hirofumi Tsukasaki, Shigeo Mori, Kota Motohashi, Atsushi Sakuda and Akitoshi Hayashi
- 雑誌名
  
  Materials Advances
  
  巻: 5 ページ: 7690-7699
- DOI
  10.1039/d4ma00663a
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Structural reversibility and charge-discharge cycle of Li2S-V2S3-LiI positive electrodes for all-solid-state lithium batteries2024
- 著者名
  Masato Osaki , Hirofumi Tsukasaki , Hiroshi Nakajima , Tatsuki Shigedomi , Atsushi Sakuda , Akitoshi Hayashi , Shigeo Mori
- 雑誌名
  
  Solid State Ionics
  
  巻: 416 ページ: 116683
- DOI
  10.1016/j.ssi.2024.116683
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Stress-Induced Martensitic Transformation in Na3YCl62024
- 著者名
  Akira Miura, Koki Muraoka, Kotaro Maki, Saori Kawaguchi, Kazuhiro Hikima, Hiroyuki Muto, Atsunori Matsuda, Ichiro Yamane, Toshihiro Shimada, Hiroaki Ito, Yoshikazu Mizuguchi, Chikako Moriyoshi, Hiroshi Nakajima, Shigeo Mori, Hiroshi Oike, Akira Nakayama, Wenhao Sun, Nataly Carolina Rosero-Navarro, Kiyoharu Tadanaga
- 雑誌名
  
  Journal of the American Chemical Society
  
  巻: 146 号: 36 ページ: 25263-25269
- DOI
  10.1021/jacs.4c09476
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Influence of mechanochemical reactions between Si and solid electrolytes in the negative electrode on the performance of all-solid-state lithium-ion batteries2024
- 著者名
  Hiroshi Nagata , Kunimitsu Kataoka
- 雑誌名
  
  Journal of Power Sources
  
  巻: 623 ページ: 235443
- DOI
  10.1016/j.jpowsour.2024.235443
- 査読あり
[雑誌論文] Electrochemical Properties of Li10GeP2S12 Solid Electrolytes Synthesized Using a Solution-Based Method2024
- 著者名
  Kazuhiro Hikima, Ryota Kishi, Hirofumi Tsukasaki, Shigeo Mori, Hiroyuki Muto, Atsunori Matsuda
- 雑誌名
  
  ACS Applied Energy Materials
  
  巻: 7 号: 19 ページ: 8788-8796
- DOI
  10.1021/acsaem.4c01759
- 査読あり
[雑誌論文] Inorganic-Organic Hybrid Sulfide Solid Electrolytes Based on the Tetraalkylammonium Iodide-LiI-Li2S-P2S5 System2024
- 著者名
  Tong Fang, Kazuhiro Hikima, Hiroyuki Muto, Atsunori Matsuda, Yuta Fujii, Akira Miura, Kiyoharu Tadanaga
- 雑誌名
  
  Journal of The Electrochemical Society
  
  巻: 171 ページ: 100522
- DOI
  10.1149/1945-7111/ad8481
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] 3D observation using TEM tomography of solid electrolyte-electrode interface in all-solid-state Li-ion batteries2024
- 著者名
  Oshiro, S., Tsukasaki, H., Nakajima, H., Sakamoto, K., Hayashi, Y., Sakuda, A., Hayashi, A., Mori, S.
- 雑誌名
  
  Journal of Solid State Electrochemistry
  
  号: 28 ページ: 4465-4469
- DOI
  10.1007/s10008-023-05714-4
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Synthesis and electrochemical properties of Li+-ion conducting solid electrolytes in the system xLiCl (25-x)LiBr 75Li3PS42024
- 著者名
  J. Jeffy and N. Machida
- 雑誌名
  
  Solid State Ionics
  
  巻: 417 ページ: 116725
- DOI
  10.1016/j.ssi.2024.116725
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Uncovering the Dynamics of Li-Au Alloying and Li Nucleation at the Au/LiPON Interface with In Situ Z Contrast and Surface Roughness Contrast Imaging via Scanning Electron Microscopy2024
- 著者名
  Munekazu Motoyama, Koji Shimizu, Toshio Kimura, Takayuki Yamamoto, Satoshi Watanabe, Yasutoshi Iriyama
- 雑誌名
  
  JACS Au
  
  巻: 4 号: 12 ページ: 4700-4714
- DOI
  10.1021/jacsau.4c00530
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] LiF-doped sulfide solid electrolytes with a stabilized α-Li3PS4 analog phase for all-solid-state Li metal batteries2024
- 著者名
  Asakura Taichi, Izawa Ryo, Kimura Takuya, Hotehama Chie, Kowada Hiroe, Deguchi Minako, Motohashi Kota, Sakuda Atsushi, Tatsumisago Masahiro, Hayashi Akitoshi
- 雑誌名
  
  Journal of Materials Chemistry A
  
  巻: 13 号: 3 ページ: 1942-1949
- DOI
  10.1039/d4ta06831a
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] The Detail Matters: Unveiling Overlooked Parameters in the Mechanochemical Synthesis of Solid Electrolytes2024
- 著者名
  Abdulkadir Kizilaslan, Mustafa Celik, Yuta Fujii, Zheng Huang, Chikako Moriyoshi, Shogo Kawaguchi, Satoshi Hiroi, Koji Ohara, Mariko Ando, Kiyoharu Tadanaga, Saneyuki Ohno, Akira Miura
- 雑誌名
  
  ACS Energy Letters
  
  ページ: 156-160
- DOI
  10.1021/acsenergylett.4c02156
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Measurement of Side-Reaction Currents in Lithium-Ion Batteries with Different Capacity Ratios2024
- 著者名
  Kingo ARIYOSHI, Atsushi MURAKAMI, Kazuki FURUKAWA
- 雑誌名
  
  Electrochemistry
- DOI
  10.5796/electrochemistry.25-71014
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Local structure of amorphous sulfur in carbon-sulfur composites for all-solid-state lithium-sulfur batteries2024
- 著者名
  Hiroshi Yamaguchi, Yu Ishihara, Yamato Haniu, Atsushi Sakuda, Akitoshi Hayashi, Kentaro Kobayashi, Satoshi Hiroi, Hiroki Yamada, Jo-chi Tseng, Seiya Shimono, and Koji Ohara
- 雑誌名
  
  Communications Chemistry
  
  巻: 8 ページ: 10
- DOI
  10.1038/s42004-025-01408-2
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] High capacity and long cycle life Li2S-V2S3-V2O3-LiI bifunctional materials for all solid state Li/S batteries2024
- 著者名
  Tatsuki Shigedomi, Yushi Fujita, Daiki Horiuchi, Masato Osaki, Kota Motohashi, Hirofumi Tsukasaki, Hiroshi Nakajima, Shigeo Mori, Masahiro Tatsumisago, Atsushi Sakuda, Akitoshi Hayashi
- 雑誌名
  
  Journal of Power Sources
  
  巻: 629
- DOI
  10.1016/j.jpowsour.2024.235831
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Chemical Composition Driven Machine Learning Models for Predicting Ionic Conductivity in Lithium Containing Oxides2024
- 著者名
  Yudai IWAMIZU, Kota SUZUKI, Michiyo KAMIYA, Naoki MATSUI, Kuniharu NOMOTO, Satoshi HORI, Masaaki HIRAYAMA, Ryoji KANNO
- 雑誌名
  
  Electrochemistry
- DOI
  10.5796/electrochemistry.25-71007
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Self-Closing of Cracks Generated in Microstructure-Controlled 400μm-Thick Composite Cathodes for All-Solid-State Batteries: Observed by In-situ SEM-EDX2024
- 著者名
  Kenta Watanabe, Han-Seul Kim, Kazuhiro Hikima, Naoki Matsui, Kota Suzuki, Hiroyuki Muto, Atsunori Matsuda, Ryoji Kanno, Masaaki Hirayama
- 雑誌名
  
  Batteries & Supercaps
- DOI
  10.1002/batt.202500119
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Sn vs. Ge: Effects of Elastic and Plastic Deformation of LGPS-type Solid Electrolytes on Charge-discharge Properties of Composite Cathodes for All-solid-state Batteries2024
- 著者名
  Kenta WATANABE, Hideaki NAKAYAMA, Han-Seul KIM, Kazuhiro HIKIMA, Naoki MATSUI, Kota SUZUKI, Satoshi OBOKATA, Hiroyuki MUTO, Atsunori MATSUDA, Ryoji KANNO, Masaaki Hirayama
- 雑誌名
  
  Electrochemistry
- DOI
  10.5796/electrochemistry.25-71020
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Quantitative analysis of side-reaction rates and capacity fading mechanisms in all-solid-state Li-ion batteries2024
- 著者名
  Kazuki Furukawa, Masayuki Yamada, Kingo Ariyoshi
- 雑誌名
  
  Journal of Power Sources
  
  巻: 643 ページ: 237001-237001
- DOI
  10.1016/j.jpowsour.2025.237001
- 査読あり / オープンアクセス

高エネルギー密度・高安全な硫化物型全固体電池の開発

研究代表者

林 晃敏 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授

報告書

主な研究成果

[雑誌論文] A Method for the Tensile Strength Prediction of Tablets with Differing Powder Plasticities2024

著者名

雑誌名

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[雑誌論文] Effects of Lithium Halides on Electrode-Electrolyte Bifunctional Materials for High-Capacity All-Solid-State Batteries2024

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雑誌名

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[雑誌論文] In situ structural characterization of Li3PS4 solid electrolytes under high pressure2024

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雑誌名

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[雑誌論文] Single-Crystal Growth of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 via the Flux Method and Its Electrochemical Properties2024

著者名

雑誌名

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[雑誌論文] Chronoamperometric analyses of lithium insertion/extraction kinetics of lithium nickel manganese oxide using the diluted electrode method2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Aqueous solution synthesis of lithium-ion conductive tin-based sulphide electrolytes2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] 多粒子有限要素法を用いた粉体圧縮成形プロセスと成形体の圧壊強度試験の数値解析2024

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雑誌名

DOI

[雑誌論文] Dynamic Volume Change of Li2S-Based Active Material and the Influence of Stacking Pressure on Capacity in All-Solid-State Batteries2024

著者名

雑誌名

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[雑誌論文] Amorphous Li2O-LiI-MoO3 solid electrolytes: mechanochemical synthesis and application to all-solid-state batteries2024

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雑誌名

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[雑誌論文] Structural reversibility and charge-discharge cycle of Li2S-V2S3-LiI positive electrodes for all-solid-state lithium batteries2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Stress-Induced Martensitic Transformation in Na3YCl62024

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雑誌名

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[雑誌論文] Influence of mechanochemical reactions between Si and solid electrolytes in the negative electrode on the performance of all-solid-state lithium-ion batteries2024

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雑誌名

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[雑誌論文] Electrochemical Properties of Li10GeP2S12 Solid Electrolytes Synthesized Using a Solution-Based Method2024

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雑誌名

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[雑誌論文] Inorganic-Organic Hybrid Sulfide Solid Electrolytes Based on the Tetraalkylammonium Iodide-LiI-Li2S-P2S5 System2024

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[雑誌論文] 3D observation using TEM tomography of solid electrolyte-electrode interface in all-solid-state Li-ion batteries2024

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[雑誌論文] Synthesis and electrochemical properties of Li+-ion conducting solid electrolytes in the system xLiCl (25-x)LiBr 75Li3PS42024

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[雑誌論文] Uncovering the Dynamics of Li-Au Alloying and Li Nucleation at the Au/LiPON Interface with In Situ Z Contrast and Surface Roughness Contrast Imaging via Scanning Electron Microscopy2024

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雑誌名

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[雑誌論文] LiF-doped sulfide solid electrolytes with a stabilized α-Li3PS4 analog phase for all-solid-state Li metal batteries2024

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雑誌名

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[雑誌論文] The Detail Matters: Unveiling Overlooked Parameters in the Mechanochemical Synthesis of Solid Electrolytes2024

著者名

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林晃敏大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授