ルチル型NbドープTiO_2エピタキシャル薄膜モデル電極を用いた全固体Li電池における電池特性: 電極結晶方位依存性

摘要

Li二次電池の負極材料として期待される安価なルチル型TiO_2は、ナノ粒子化により電池性能が改善されることが良く知られている。しかし、表面構造が複雑なナノ粒子では電解質/電極界面における Li イオン伝導現象を明確に捉えることは困難である。さらに、ルチル型 TiO_2では結晶構造を反映したバルク内Liイオン拡散係数(DLi)の異方性が報告されており、電極の結晶方位を制御して界面におけるLiイオン伝導現象を明らかにすることが、電池性能改善指針の設計に向け極めて重要である。そこで本研究では、結晶方位を規定したルチル型TiO_2エピタキシャル薄膜モデル電極を活用し、全真空プロセスにより薄膜型全固体Li電池を作製した。これにより、電池特性において明瞭な電極結晶方位依存性を見出したので報告する。