나고야 대학, 파나소닉 주식회사 및 파인 세라믹스 센터는 공동으로, 전고체 리튬 이온 전지를 충방전시켜, 정극 재료 내에서의 리튬 이온의 분포를 가시화하는데 세계에서 처음으로 성공.차세대 전지의 실용화가 기대된다.
전고체 리튬 이온 전지는 높은 안전성과 고에너지 밀도를 기대할 수 있는 차세대 전지.종래의 액체 전해질을 이용한 전지의 문제점을 극복할 수 있는 「혁신 전지」의 하나로서, 전기 자동차나 하이브리드 자동차에의 탑재를 목적으로, 전세계에서 연구 개발이 행해지고 있다.그러나, 전고체 리튬 이온 전지는, 전극/고체 전해질 계면에 있어서의 리튬 이온의 이동 저항이 매우 높아, 실용화를 방해하고 있다.
「전자 에너지 손실 분광법」은 전자가 시료 내부를 투과할 때에 잃은 에너지를 계측하여, 재료 중의 원소나 전자 상태를 분석할 수 있다. 「고도 화상 해석 기술(다변량 해석 기술)」에서는 미약한 리튬의 신호를 나노미터 스케일로 명료하게 포착 가능.연구그룹은 그룹이 가지는 이러한 신기술을 구사하여 주사형 투과전자현미경 내에서 전고체 리튬이온전지를 충방전시켜 양극재료인 코발트산리튬 내에서의 리튬이온의 분포를 동일영역에서 , 그리고 정량적으로 시각화에 성공했다.
이 관찰에 의해, 정극 내에서는 리튬이 불균일하게 분포하고 있고, 충방전 중의 리튬 이온의 움직임에도 영향을 미치고 있는 것이 판명.또한, 고체 전해질에 가까운 계면 근방에서는, 리튬 이온의 농도가 낮아지고 있어 사산화삼코발트가 많이 혼재하고 있는 것을 알 수 있었다.
이번 성과로부터 리튬이온의 이동저항이 계면에서 높아지는 원인이 밝혀져 차세대 전지의 실용화를 위해 크게 전진할 것으로 기대된다.
