研究成果

研究実績

研究実績（成果等）の概要
A. Hayashi. N. Masuzawa, S. Yubuchi, F. Tsuji, C. Hotehama, A. Sakuda, and M. Tatsumisago., "A sodium-ion sulfide solid electrolyte with unprecedented conductivity at room temperature" Nature Communications, 10 (2019) 5266. ・室温で世界最高の導電率を示すナトリウムイオン伝導性硫化物電解質を開発した。プレスリリース：室温で世界最高の導電率を示すナトリウムイオン伝導性硫化物固体電解質を開発―リチウムイオン電池を凌駕する次世代型全固体電池の実現に一歩前進―
A. Sakuda, A. Hayashi, and M. Tatsumisago., "Metastable Materials for All-Solid-State Batteries", Electrochemistry, 87 (2019) 247-250. ・全固体電池のための準安定相やガラス材料に関して解説した。
M. Shigeno, K. Nagao, M. Deguchi, C. Hotehama, H. Kowada, A. Sakuda, A. Hayashi, and M. Tatsumisago., "New lithium-conducting nitride glass Li₃BN₂", Solid State Ionics, 339 (2019) 114985. ・高い伝導性，良好な機械的特性，高い電気化学的安定を有する窒化物ガラス材料を開発した。
A. Sakuda, Y. Sato, A. Hayashi, and M. Tatsumisago., "Sulfur-Based Composite Electrode with Interconnected Mesoporous Carbon for All-Solid-State Lithium-Sulfur Batteries", Energy Technology, 7 (2019) 1900077. ・全固体リチウム硫黄電池の高レートで充放電可能な硫黄系複合体電極を開発した。
仲村英也, 綿野哲. (2019). 全固体リチウム電池の開発動向と応用展望 (シーエムシー出版) (分担執筆) ・全固体電池粉体の複合化プロセスについて解説した。
H. Tsukasaki,T. Uchiyama, K. Yamamoto, S. Mori, Y. Uchimoto, H. Kowada, A. Hayashi and M, Tatsumisago, “ Exothermal mechanisms in the charged LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 electrode layers for sulfide-based all-solid-state lithium batteries”, Journal of Power Sources 434, 226714 (2019). ・正極複合酸化物の微細構造の温度変化について透過型電子顕微鏡を用いて明らかにした。
H. Tsukasaki, H. Morimoto, and S. Mori, “Thermal behavior and microstructure of the Li₃PS₄–ZnO composite electrolyte” Journal of Power Sources 436, 226865 (2019). ・正極複合酸化物Li₃PS₄-ZnOの微細構造の温度変化について透過型電子顕微鏡を用いて明らかにした。
M. Otoyama, Y. Ito, A. Sakuda, M. Tatsumisago, and A. Hayashi., "Reaction uniformity visualized by Raman imaging in the composite electrode layers of all-solid-state lithium batteries", Physical Chemistry Chemical Physics, 22 (2020) 13271-13276. ・全固体電池の正極複合体内の反応分布の観察手法を開発した。
K. Nagao, Y. Nagata, A. Sakuda, A. Hayashi, M. Deguchi, C. Hotehama, H. Tsukasaki, S. Mori, Y. Orikasa, K. Yamamoto, Y. Uchimoto, and M. Tatsumisago., "A reversible oxygen redox reaction in bulk-type all-solid-state batteries", Science Advances, 6 (2020) eaax7236. ・全固体電池の正極/固体電解質界面の成形性に優れた電極材料を開発した。プレスリリース―全固体電池実用化の鍵となる革新的な正極材料を開発―低融性のリチウム塩を用いた非晶質化によって酸素の酸化還元を伴う大容量充放電を実証。
M. Otoyama, A. Sakuda, M. Tatsumisago, and A. Hayashi., "Sulfide Electrolyte Suppressing Side Reaction in Composite Positive Electrodes for All-Solid-State Lithium Batteries", ACS Applied Materials & Interfaces, 12 (2020) 29228-29234. ・全固体電池の固体電解質と電極活物質に対する熱的安定性を調べることで，活物質における副反応を明らかにした。
林晃敏, 作田敦, 辰巳砂昌弘, "車載用リチウムイオン電池の開発最前線（The Latest Development Trends on Lithium-ion Batteries for EV）, 全固体リチウム硫黄電池，シーエムシー出版, (2020) 188-194. ・車載用電池の開発状況について解説した。
Nakamura, H., Kawaguchi, T., Masuyama, T., Sakuda, A., Saito, T., Kuratani, K., Ohsaki, S., Watano, S. (2020) Dry coating of active material particles with sulfide solid electrolytes for an all-solid-state lithium battery. Journal of Power Sources. 448. 22579 ・全固体電池電極を高性能化する乾式複合化粒子作成プロセスを開発した。
H. Tsukasaki, H. Morimoto, S. Mori “Ionic conductivity and thermal stability of Li₂O–Li₂S–P₂S₅ oxysulfide glass” Solid State Ionics 347, 115267 (2020). ・Li₂O-Li₂S-P₂S₅ガラスのイオン伝導度と熱安定性について明らかにした。
S. Shinzo, E. Higuchi, M. Chiku, A. Hayashi, H. Inoue, “Control of Dendritic Growth of Lithium Metal in All-Solid-State Lithium Metal Batteries: Effect of Current Collector with Micro-Sized Pores”, ACS Applied Materials & Interfaces, 12 (2020) 22798-22803. ・全固体電池用金属リチウム負極の内部短絡を防ぐために、多孔質な集電体を作製し、効果を検討した。
M. Otoyama, M. Suyama, C. Hotehama, H. Kowada, Y. Takeda, K. Ito, A. Sakuda, M. Tatsumisago, and A. Hayashi., "Visualization and Control of Chemically Induced Crack Formation in All-Solid-State Lithium-Metal Batteries with Sulfide Electrolyte", ACS Applied Materials & Interfaces, 13 (2021) 5000-5007. ・全固体電池のLi金属負極/固体電解質界面の劣化挙動を明らかにした。
Y. Kawasaki, H. Tsukasaki, T. Ayama, S. Mori, M. Deguchi, M. Tatsumisago, A. Sakuda, and A. Hayashi., "Synthesis and Electrochemical Properties of Li₃CuS₂ as a Positive Electrode Material for All-Solid-State Batteries", ACS Applied Energy Materials, 4 (2021) 20-24. ・導電性添加剤の不要な新規正極活物質を開発した。
F. Tsuji, A. Nasu, C. Hotehama, A. Sakuda, M. Tatsumisago, and A. Hayashi., "Preparation and characterization of sodium-ion conductive Na₃BS₃ glass and glass-ceramic electrolytes", Materials Advances, 2 (2021) 1676-1682. ・全固体ナトリウム電池の固体電解質材料のNa₃BS₃を開発した。
Nakamura, H., Watano, S. (2021) Dry Coating of Electrode Particle with Solid Electrolyte for Composite Electrode of All-Solid-State Battery. In “Next Generation Batteries” (Springer) ・全固体電池粉体の複合化プロセスについて解説した。
Ohsaki, S., Yano, T., Hatada, A., Nakamura, H., Watano, S. (2021). Size control of sulfide-based solid electrolyte particles through liquid-phase synthesis. Powder Technology. 387. 415-420 ・固体電解質合成における粒子径制御法を開発した。
T. Ayama, H. Tsukasaki, Y. Kawasaki, H. Nakajima, M. Tatsumisago, A. Sakuda, A. Hayashi, S. Mori, “Microstructure and Charge−Discharge Mechanism of a Li₃CuS₂ Positive Electrode Material for All-Solid-State Lithium-Ion Batteries” ACS Appl. Energy Mater. 4, 6290−6295 (2021). ・ Li₃CuS₂正極材料の充放電に伴う構造変化について、透過型電子顕微鏡を用いて明らかにした。
S. Shinzo, E. Higuchi, M. Chiku, A. Hayashi, H. Inoue, “ High Rate Lithium Metal Plating and Stripping on Solid Electrolyte Using Porous Current Collector with High Aperture Ratio”, ACS Appl. Energy Mater., 4 (2021) 12613-12622 ・全固体リチウム電池のリチウム金属負極に多孔質な集電体を用いて、長寿命化や高安全性を実現した。

研究実績（成果等）の概要

A. Hayashi. N. Masuzawa, S. Yubuchi, F. Tsuji, C. Hotehama, A. Sakuda, and M. Tatsumisago.,

"A sodium-ion sulfide solid electrolyte with unprecedented conductivity at room temperature"

Nature Communications, 10 (2019) 5266.

・室温で世界最高の導電率を示すナトリウムイオン伝導性硫化物電解質を開発した。
プレスリリース：室温で世界最高の導電率を示すナトリウムイオン伝導性硫化物固体電解質を開発―リチウムイオン電池を凌駕する次世代型全固体電池の実現に一歩前進―

A. Sakuda, A. Hayashi, and M. Tatsumisago., "Metastable Materials for All-Solid-State Batteries", Electrochemistry, 87 (2019) 247-250.

・全固体電池のための準安定相やガラス材料に関して解説した。

M. Shigeno, K. Nagao, M. Deguchi, C. Hotehama, H. Kowada, A. Sakuda, A. Hayashi, and M. Tatsumisago., "New lithium-conducting nitride glass Li₃BN₂", Solid State Ionics, 339 (2019) 114985.

・高い伝導性，良好な機械的特性，高い電気化学的安定を有する窒化物ガラス材料を開発した。

A. Sakuda, Y. Sato, A. Hayashi, and M. Tatsumisago., "Sulfur-Based Composite Electrode with Interconnected Mesoporous Carbon for All-Solid-State Lithium-Sulfur Batteries", Energy Technology, 7 (2019) 1900077.

・全固体リチウム硫黄電池の高レートで充放電可能な硫黄系複合体電極を開発した。

仲村英也, 綿野哲. (2019). 全固体リチウム電池の開発動向と応用展望 (シーエムシー出版) (分担執筆)
・全固体電池粉体の複合化プロセスについて解説した。

H. Tsukasaki,T. Uchiyama, K. Yamamoto, S. Mori, Y. Uchimoto, H. Kowada, A. Hayashi and M, Tatsumisago, “ Exothermal mechanisms in the charged LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 electrode layers for sulfide-based all-solid-state lithium batteries”, Journal of Power Sources 434, 226714 (2019).

・正極複合酸化物の微細構造の温度変化について透過型電子顕微鏡を用いて明らかにした。

H. Tsukasaki, H. Morimoto, and S. Mori,

“Thermal behavior and microstructure of the Li₃PS₄–ZnO composite electrolyte”

Journal of Power Sources 436, 226865 (2019).

・正極複合酸化物Li₃PS₄-ZnOの微細構造の温度変化について透過型電子顕微鏡を用いて明らかにした。

M. Otoyama, Y. Ito, A. Sakuda, M. Tatsumisago, and A. Hayashi., "Reaction uniformity visualized by Raman imaging in the composite electrode layers of all-solid-state lithium batteries", Physical Chemistry Chemical Physics, 22 (2020) 13271-13276.

・全固体電池の正極複合体内の反応分布の観察手法を開発した。

K. Nagao, Y. Nagata, A. Sakuda, A. Hayashi, M. Deguchi, C. Hotehama, H. Tsukasaki, S. Mori, Y. Orikasa, K. Yamamoto, Y. Uchimoto, and M. Tatsumisago., "A reversible oxygen redox reaction in bulk-type all-solid-state batteries", Science Advances, 6 (2020) eaax7236.

・全固体電池の正極/固体電解質界面の成形性に優れた電極材料を開発した。

プレスリリース―全固体電池実用化の鍵となる革新的な正極材料を開発―低融性のリチウム塩を用いた非晶質化によって酸素の酸化還元を伴う大容量充放電を実証。

M. Otoyama, A. Sakuda, M. Tatsumisago, and A. Hayashi., "Sulfide Electrolyte Suppressing Side Reaction in Composite Positive Electrodes for All-Solid-State Lithium Batteries", ACS Applied Materials & Interfaces, 12 (2020) 29228-29234.

・全固体電池の固体電解質と電極活物質に対する熱的安定性を調べることで，活物質における副反応を明らかにした。

林晃敏, 作田敦, 辰巳砂昌弘, "車載用リチウムイオン電池の開発最前線（The Latest Development Trends on Lithium-ion Batteries for EV）, 全固体リチウム硫黄電池，シーエムシー出版, (2020) 188-194.

・車載用電池の開発状況について解説した。

Nakamura, H., Kawaguchi, T., Masuyama, T., Sakuda, A., Saito, T., Kuratani, K., Ohsaki, S., Watano, S. (2020) Dry coating of active material particles with sulfide solid electrolytes for an all-solid-state lithium battery. Journal of Power Sources. 448. 22579
・全固体電池電極を高性能化する乾式複合化粒子作成プロセスを開発した。

H. Tsukasaki, H. Morimoto, S. Mori

“Ionic conductivity and thermal stability of Li₂O–Li₂S–P₂S₅ oxysulfide glass”

Solid State Ionics 347, 115267 (2020).

・Li₂O-Li₂S-P₂S₅ガラスのイオン伝導度と熱安定性について明らかにした。

S. Shinzo, E. Higuchi, M. Chiku, A. Hayashi, H. Inoue, “Control of Dendritic Growth of Lithium Metal in All-Solid-State Lithium Metal Batteries: Effect of Current Collector with Micro-Sized Pores”, ACS Applied Materials & Interfaces, 12 (2020) 22798-22803.
・全固体電池用金属リチウム負極の内部短絡を防ぐために、多孔質な集電体を作製し、効果を検討した。

M. Otoyama, M. Suyama, C. Hotehama, H. Kowada, Y. Takeda, K. Ito, A. Sakuda, M. Tatsumisago, and A. Hayashi., "Visualization and Control of Chemically Induced Crack Formation in All-Solid-State Lithium-Metal Batteries with Sulfide Electrolyte", ACS Applied Materials & Interfaces, 13 (2021) 5000-5007.

・全固体電池のLi金属負極/固体電解質界面の劣化挙動を明らかにした。

Y. Kawasaki, H. Tsukasaki, T. Ayama, S. Mori, M. Deguchi, M. Tatsumisago, A. Sakuda, and A. Hayashi., "Synthesis and Electrochemical Properties of Li₃CuS₂ as a Positive Electrode Material for All-Solid-State Batteries", ACS Applied Energy Materials, 4 (2021) 20-24.

・導電性添加剤の不要な新規正極活物質を開発した。

F. Tsuji, A. Nasu, C. Hotehama, A. Sakuda, M. Tatsumisago, and A. Hayashi., "Preparation and characterization of sodium-ion conductive Na₃BS₃ glass and glass-ceramic electrolytes", Materials Advances, 2 (2021) 1676-1682.

・全固体ナトリウム電池の固体電解質材料のNa₃BS₃を開発した。

Nakamura, H., Watano, S. (2021) Dry Coating of Electrode Particle with Solid Electrolyte for Composite Electrode of All-Solid-State Battery. In “Next Generation Batteries” (Springer)
・全固体電池粉体の複合化プロセスについて解説した。

Ohsaki, S., Yano, T., Hatada, A., Nakamura, H., Watano, S. (2021). Size control of sulfide-based solid electrolyte particles through liquid-phase synthesis. Powder Technology. 387. 415-420
・固体電解質合成における粒子径制御法を開発した。

T. Ayama, H. Tsukasaki, Y. Kawasaki, H. Nakajima, M. Tatsumisago, A. Sakuda, A. Hayashi, S. Mori, “Microstructure and Charge−Discharge Mechanism of a Li₃CuS₂ Positive Electrode Material for All-Solid-State Lithium-Ion Batteries” ACS Appl. Energy Mater. 4, 6290−6295 (2021).

・ Li₃CuS₂正極材料の充放電に伴う構造変化について、透過型電子顕微鏡を用いて明らかにした。

S. Shinzo, E. Higuchi, M. Chiku, A. Hayashi, H. Inoue, “ High Rate Lithium Metal Plating and Stripping on Solid Electrolyte Using Porous Current Collector with High Aperture Ratio”, ACS Appl. Energy Mater., 4 (2021) 12613-12622
・全固体リチウム電池のリチウム金属負極に多孔質な集電体を用いて、長寿命化や高安全性を実現した。