【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.16】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24UT0101

利用課題名 / Title

新規高エネルギー貯蔵材料の開発

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials

キーワード / Keywords

ナノ結晶,X線回折/ X-ray diffraction,電極材料/ Electrode material,エネルギー貯蔵/ Energy storage,二次電池/ Secondary battery,全固体電池/ All-solid battery

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

佐々野 駿

所属名 / Affiliation

東京大学大学院工学系研究科総合研究機構

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

府川和弘

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-203：粉末X線回折装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

現行のリチウムイオン電池は資源やエネルギー密度の点で限界に達しているため，次世代蓄電池の開発が急務の課題である[1]．全固体型フッ化物イオン電池は，資源が豊富かつ高い理論エネルギー密度を示すため，次世代蓄電池の有力候補である[2]．従来の純金属活物質では，フッ化物が低イオン伝導性のため動作温度が高いのが課題である．本研究では低温動作可能な新規電極材料の開発を目的とし，合金系電極材料の作製・結晶構造の同定を行った．

実験 / Experimental

原料試薬を所定のモル比で混合し，アーク溶解法を用いて合金塊を作製した．乳鉢粉砕して得られた粉末状合金試料を電極活物質として全固体型圧粉成型セルを組み，低温環境下での充放電試験を行った．充放電に伴う電極材料の構造変化を同定するため，粉末X線回折装置SmartLab（3kW）（リガク）による測定を行った．

結果と考察 / Results and Discussion

初期状態，充電中期，満充電状態，放電中期，満放電の5種類の試料に対して粉末X線回折測定を行った．その結果，初期状態と満放電状態において同一の結晶構造に帰属するパターンが得られた．また，充電中期と放電中期においても同一の回折ピークが見られ，満充電状態においては他の4種類とは異なる回折ピークが得られた．したがって，充電・放電過程において極めて可逆的に酸化還元反応が進行していることが示唆された．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

【謝辞】
この成果は，国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託事業（JPNP21006）の結果得られたものです．
【参考文献】
[1] R. Van Noorden, Nature (2014).
[2] M. Anji Reddy et al., J. Mater. Chem. (2011).

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

1. Shun Sasano, Highly Reversible Conversion‐Type CoSn₂ Cathode for Fluoride‐Ion Batteries, Small, 21, (2024).
   DOI: 10.1002/smll.202408023
   

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. S. Sasano, R. Ishikawa, K. Kawahara, N. Shibata, and Y. Ikuhara, “LaAl3 Intermetallic Alloy Anode for Fluoride-Ion Battery”, PRiME 2024, Oct. 7, 2024.
2. 佐々野駿，石川亮，川原一晃，柴田直哉，幾原雄一，“3元系合金によるイオン・電子伝導を両立した新規活物質の探索”公益社団法人日本セラミックス協会 第37回秋季シンポジウム，令和6年9月10日．
3. 佐々野駿，石川亮，川原一晃，嶺重温，柴田直哉，幾原雄一，“Ba0.6La0.4F2.4固体電解質の微細構造解析・化学分析”日本顕微鏡学会第67回シンポジウム，令和6年11月2日．
4. 佐々野駿，石川亮，川原一晃，柴田直哉，幾原雄一，“3元系合金を用いたフッ化物イオン電池用負極活物質の探索”第65回電池討論会，令和6年11月21日．

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件