全固体リチウム金属電池のための Li スタッフド・ガーネット型固体電解質

全固体リチウム金属電池は、次世代エネルギー貯蔵技術における重要な材料課題の一つであり、イオン輸送、機械的安定性、および界面安定性を同時に制御することが求められている。固体電解質の中でも、Li スタッフド・ガーネット型酸化物は、高いリチウムイオン伝導率、リチウム金属に対する化学的安定性、さらに高電圧正極と両立可能な広い電気化学的安定窓を有することから、有望な材料として注目されている。しかしながら、実用化に向けては依然としていくつかの課題が存在する。具体的には、大面積固体電解質の高密度焼結、リチウムデンドライトの侵入、さらには固体―固体界面における高抵抗接触など、加工プロセスおよび界面に関連する問題が挙げられる。

本講演では、Li スタッフド・ガーネット型固体電解質に関する我々の最近の材料研究を紹介し、特に焼結プロセスと微細構造制御、ならびに界面工学的アプローチに焦点を当てて議論する。プロセス条件、微細構造、および界面挙動の相関を明らかにすることで、ガーネット系固体電解質における安定性と破壊メカニズムを支配する主要な材料要因の理解を目指す。最後に、全固体リチウム金属電池の実用化に向けた今後の課題と研究の方向性について展望する。