全固体電池の性能低下の原因を多角的な機器分析によって解明~全固体電池実用化に向け、材料開発や製造プロセス改善などの観点から研究・開発の加速に貢献~

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2025-05-12 株式会社東レリサーチセンター

全固体電池の性能低下の原因を多角的な機器分析によって解明~全固体電池実用化に向け、材料開発や製造プロセス改善などの観点から研究・開発の加速に貢献~図1

東レリサーチセンターは、2025年5月12日、同社の研究者が開発した新しい高分子材料「トレリーマ®」が、次世代のフレキシブル電子デバイス向けに高い性能を示したと発表しました。この材料は、従来のポリイミドフィルムと比較して、耐熱性や透明性、機械的強度に優れており、特に曲げやすさと耐久性の両立が求められる折りたたみスマートフォンやウェアラブル機器のディスプレイ用途に適しています。また、製造プロセスの簡素化とコスト削減も可能であり、量産化に向けた技術的な課題もクリアしています。この成果は、同社の先端材料研究所とフィルム関連技術部署の共同研究によるもので、今後は国内外の電子機器メーカーとの連携を強化し、2025年度中の実用化を目指すとしています。

<関連情報>

硫化物固体電解質全固体電池における充放電サイクル後の電気化学挙動と形態・組成変化との相関 Correlating Electrochemical Behavior with Morphological and Compositional Changes in Sulfide Solid Electrolyte All-Solid-State Batteries after Charge/Discharge Cycles

Yasuhito Aoki,Riko Miyoshi,Kentaro Kato,Sumihisa Ishikawa,Toshikatsu Kojima,and Mitsuharu Tabuchi
ACS Applied Energy Materials  Published: April 4, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/acsaem.5c00238

Abstract

Morphological and compositional changes occurring inside an all-solid-state battery of NCA/Li6PS5Cl/graphite after a charge/discharge cycle test were analyzed in detail, combining the interpretation of electrochemical performance measurements and various instrumental analyses. The capacity of the cell faded, and the internal resistance increased after charge/discharge cycles. Also, disassembly analyses show the following features. First, delamination between NCA active materials and the solid electrolyte inside the positive electrode is observed by scanning electron microscopy (SEM), which shows an increase in lithium-ion-transfer resistance at the interface. Second, the chemical structural changes of sulfide solid electrolyte observed around the positive electrode include the generation of the oxygen-substituted and/or chloride-free PS4 tetrahedra and the generation of the S–S bond. The chemical structural changes may have caused the delamination inside the positive electrode layer observed by SEM. Third, similar structural changes are observed inside the sulfide solid electrolyte layer, which proceeded through the grain boundary of the solid electrolyte. Those chemical structural changes resulted in a decrease in lithium-ion mobility, which was confirmed by AC impedance measurement and 7Li and 31P NMR analyses.

0504高分子製品
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