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Home（https://www.kek.jp/ja/） > プレスリリース（https://www.kek.jp/ja/press） > 酸化サマリウム焼結添加剤を用いて構造チューニングしたLATP固体電解質の原子配列およびイオン伝導性の解明
酸化サマリウム焼結添加剤を用いて構造チューニングしたLATP固体電解質の原子配列およびイオン伝導性の解明
低価格の全固体リチウムイオン電池実現への期待
物質構造科学研究所（https://www.kek.jp/ja/press/category/institute-of-materials-structure-science）
研究成果（https://www.kek.jp/ja/press/tag/%e7%a0%94%e7%a9%b6%e6%88%90%e6%9e%9c）
公開日 2026/10/29
大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 J-PARCセンター 国立大学法人 京都大学
本研究成果のストーリー
Question
リチウムイオン導電性固体電解質Li 1.3 Al 0.3 Ti 1.7 (PO 4 ) 3 (LATP) は、原材料や製造コストが安価であるため、低価格の全固体リチウムイオン電池の実現において有望な材料です。一方、蓄電池の高性能化において、既存のLATP固体電解質は未だ十分なイオン伝導率に到達しておらず、本系のイオン伝導率を改善するための方法について模索していました。
Findings
リチウムイオン伝導に最適な状態をつくるため、酸化サマリウム（Sm 2 O 3 ）を焼結添加剤として使用することで、LATP固体電解質の微細構造および原子配列（結晶構造）を調整（構造チューニング）し、イオン伝導率を10倍程度上昇させることに成功しました。特に、粒子間界面のイオン伝導率（粒界イオン伝導率）を大幅に改善することができました。また、中性子回折法とX線回折法を併用し、本系の結晶構造について詳細に調べました。その結果、LATP中のPO 4 3- イオンがSm 2 O 3 焼結添加剤と再結合し、SmPO 4 相やLiTiOPO 4 相を生成していることがわかりました。さらに、この反応によりLATPが微細化し、LATPの結晶構造内のLi含有量が変化することもわかりました。
Meaning
本系の微細構造や結晶構造およびイオン伝導性の解明によって、リチウムイオン導電性固体電解質のイオン流れに関する理解をより深めることができると考えられます。さらに、本研究成果が、全固体リチウムイオン電池、特に固体電解質の材料開発に大きく貢献することも期待されます。
図1 リチウムイオン導電性固体電解質LATPの構造チューニングのイメージ図
概要
全固体リチウムイオン電池（※1）の実用化を始めとした今後の蓄電池開発において、リチウムイオン導電性固体電解質は重要なキーマテリアルとなります。高エネルギー加速器研究機構（KEK）物質構造科学研究所 ソウ ホウシュウ CIQuS博士研究員、同研究所 森一広 教授、