Tokyo Tech Research Festival （東工大リサーチフェスティバル）は、産業界の皆様と本学の新進研究者が出会い、自由な発想で、従来にないイノベーションを生み出すための交流の場です。世界最高の理工系総合大学を目指し、最先端の研究に取り組む研究者と多種多様な研究内容をご紹介します。 ● Tokyo Tech Research Festival ― 未来をともに拓く新進研究者との出会い <https://www.titech.ac.jp/research/stories/ttrf2019.html> ●高性能蓄電デバイス開発を材料面から貢献するため、物質探索や反応機能解析を進めている - 平山 雅章 物質理工学院 准教授 <https://www.titech.ac.jp/research/stories/ttrf2019.html#m03_hirayama>

1. Tokyo Tech Tokyo Tech
Tokyo Tech
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全固体電池: 液体を使わず，
セラミックスのみからなる蓄電池
自動運転（安全性・
利便性の向上，人材不足対策）
分散型大型電源
電気自動車社会
自然エネルギー発電
地産地消による
エネルギー高効率化
夜間電力供給，
出力変動対応
スマート社会
情報連携による
エネルギー有効活用
新しい価値の
創造への挑戦
既存Li-ion電池を超える
高性能蓄電池開発が鍵
容量
出力
安全性
価格
正極(+)負極(—) 電解質
Li+
全固体化の主なメリット
• 高信頼性（不燃性）
• 積層化によるエネルギー密度
（体積あたりの容量）向上
• 広い温度領域で動作
• 大型から超小型まで
全固体電池現象解析と材料開発 物質理工学院 平山 雅章
低環境負荷社会や新価値創造への貢献を目指した全固体電池研究

2. Tokyo Tech Tokyo Tech
Tokyo Tech
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研究のアプローチと主な成果
③ 未来型全固体蓄電デバイスへの展開
① 全固体電池を構成する固体電解質材料，電極材料を新たに創り出す
② 固体間の電気化学現象を
構造解析から理解し制御する
温度
イオン
導電性
Li10GeP2S12
既存
電解液他の固体電解質
硫化物固体電解質LGPSの発見
• 最高のリチウム導電率
Li-ion電池に対する優位性実証
• 優れた出力特性
• -30℃から100℃まで安定動作
様々なレベル
の構造を実測
- 物質
- 複合体
- 界面
Nature Mater., 10 (2011) 682
Nature Energy, 1 (2016) 16030
大容量，高速充電，
長寿命に向けた材料設計
J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 15268
Chem. Mater., 2016, 28, 2634
光エネルギーを利用した
蓄電現象の開拓
環境発電型の
小型蓄電デバイス

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① 開発した新材料の大量合成プロセス開発，実プロセスでの材料評価
産：合成設備・プロセスの検討，学：相生成図を基にした条件提案
② 全固体電池の標準的評価手法，界面現象の高度解析による理解と制御
産：実用系での評価，課題共有，学：手法提供，現象解明
③ 全固体電池の用途開発
産：各用途向けの評価，課題共有，学：各用途に適した材料開発
保有技術と連携可能性
2019.10-
物質・材料開発 構造解析 電気化学評価
https://www.titech.ac.jp/news/pdf/news_18806_1_ja.pdf
キーワード： マルチスケール(µm〜nm)，準安定状態，時間変化
無機材料合成
- 硫化物, 酸化物
- 粉末，薄膜
- 混合(複合体)
物質，複合体，界面
放射光，中性子
大気非暴露測定
全固体電池(電解質）
Li-ion電池
インピーダンス解析