主要成果
高エネルギー加速器研究機構（KEK）と京都大学の研究グループは、リチウムイオン導電性固体電解質である「Li 1.3 Al 0.3 Ti 1.7 (PO 4 ) 3（LATP）」において、イオン伝導率をほぼ10倍に上昇させる手法を開発した。2026年10月に発表されたこの成果では、イオン導電性の向上だけでなく、その挙動を原子レベルで解明することにも成功している。
技術・詳細
研究グループは、焼結添加剤として酸化サマリウム（Sm 2 O 3）を用い、1000℃での熱処理を行うことで、LATPの微細構造および結晶構造（原子配列）の調整を試みた。その結果、Sm 2 O 3を9wt％添加したLATPのイオン伝導率（20℃）は、添加していないものと比較して10倍程度上昇したことが確認された。
詳細な解析には以下の手法が用いられている。
- 電気化学インピーダンス分光法：粒子間界面（粒界）におけるイオン伝導率が大幅に改善されていることを特定した。
- 中性子回折法およびX線回折法：原子配列を精密に決定し、LATP中のPO 4 3- イオンがSm 2 O 3と再結合して、SmPO 4 相や LiTiOPO 4 相を生成していることを突き止めた。
これらの反応に伴い、LATPの微細化が促進されるとともに、LATP結晶構造内のリチウム（Li）含有量が変化することが判明した。
背景・業界の文脈
全固体電池の実現に向けて、電解質の材料選定は極めて重要である。LATP固体電解質は、原材料費や製造コストが安価であるという特性を持っており、全固体リチウムイオン電池を低価格化するための有力な候補材料とされてきた。しかし、実用化に至るまでには、イオン伝導率の向上が不可欠な課題となっていた。
今後の展望
今回の研究により、安価なLATPの弱点であったイオン伝導率を劇的に改善する手法が確立され、さらにその原理が原子レベルで解明された。この成果は、今後の全固体電池における材料開発および低コストな高性能電池の実装に向けた大きな前進になるとみられる。
元記事: https://eetimes.itmedia.co.jp/ee/articles/2611/04/news028.html
毎週の技術動向レポートを無料でお届け
各分野の分析レポートを読む価値があるかどうか一目で判断できるインフォグラフィックをメールで受け取れます。
📢 メールマガジンに無料登録（週刊・技術動向レポート）
ご登録いただくと、Troy-Technical から週刊で技術動向レポート（メールマガジン）をお届けします。
- 取得したメールアドレス・選択分野は配信目的にのみ使用します。
- 第三者へ提供することはありません。
- 配信はいつでも解除できます（各メール下部のリンクから）。
詳しくはプライバシーポリシーをご覧ください。
登録は1分・いつでも解除できます
