Liイオン伝導性
固体電解質
セラミックスLLTO™

「次世代Liイオン二次電池」への
ソリューション
として

LLTO™(Liイオン伝導性固体電解質セラミックス)は、代表的な酸化物系固体電解質で、バルクのイオン伝導度は~10-3S/cmを示します。化学的に非常に安定しており、今後、積層型(チップ型)全固体電池や車載用大型電池への適用が期待されております。正極・負極活物質との同時焼成を実現するためには、低温焼結や耐還元性対策が重要なポイントになります。

Liイオン伝導性固体電解質セラミックスLLTO

LLTO™の応用分野例

①全固体電池
②空気二次電池
③海水・廃電池からのリチウム回収

LLTO™成形体

化学式:La0.57Li0.29TiO3 (LLTO™)
リチウムイオン伝導度:5.0×10-4S/cm

形状 サイズ
板状 角形 0.5~3.0 mm厚 × 10~50 mm角
板状 丸形 0.5~3.0 mm厚 × φ10~30 mm
LLTO成形体

リチウムイオン伝導性

温度(℃) リチウムイオン伝導度(S/cm)
27 6.8×10-4
40 9.8×10-4
50 1.7×10-3
60 2.6×10-3
イオン伝導度の温度依存性イオン伝導度の温度依存性

機械的性質&透過性

項目 試験方法
機械的性質 3点曲げ試験 JIS R1601 79 MPa
破壊靱性 JIS R1607 2.00 MPa・m1/2
縦弾性率 JIS R1602
共振法
169 GPa (1259 Hz)
横弾性率 68.4 GPa (3782 Hz)
透過性 吸水率 JIS 1509-3 < 0.3%
見掛け気孔率 < 1.0%

LLTO™粉末

化学式:La0.57Li0.29TiO3 (LLTO™)

製品名 通常品(TP-02N) 粉砕品(TP-02F) 新開発品(TP-10F) 新開発品(TP-50F)
比表面積 1.4m2/g 2.5m2/g 10.4m2/g 50.3m2/g
SEM写真 通常品(TP-02N) 粉砕品(TP-02F) 新開発品(TP-10F) 新開発品(TP-50F)

LLTO粉末

粉末X線回折パターン

粉末X線回折パターン

LLTO™新開発品の特徴

ナノ粒子化(60m2/g)することにより、1000℃でも、高いイオン伝導度(2.0×10-3S/cm)で緻密な焼結体を実現。

TMA測定による焼結温度の低温化を確認

TMA測定による焼結温度の低温化を確認

1000℃焼結体のイオン伝導度濾紙にLiCl水溶液を浸み込ませ電極としてインピーダンス測定

1000℃焼結体のイオン伝導度
濾紙にLiCl水溶液を浸み込ませ電極としてインピーダンス測定

LLTOは東邦チタニウム株式会社の登録商標です。

発表リスト

論文
タイトル A rechargeable lithium-air battery using a lithium ion-conducting lanthanum lithium titanate ceramics as an electrolyte separator
著者 Yoshiyuki Inaguma, Mamoru Nakashima
掲載誌 J. Power Sources, 228, 250-255 (2013).

※発表は、学習院大学理学部化学科稲熊教授との共同研究の成果によるものです。

タイトル 次世代リチウムイオン電池用酸化物系固体電解質LLTOの高性能化
著者 堺英樹
掲載誌 セラミックス、54[5] 333-336(2019)
タイトル 次世代リチウムイオン電池用酸化物系固体電解質LLTOの高性能化
著者 堺英樹
掲載誌 日本電子材料技術協会会報 50 14-18(2019)
国内学会
タイトル リチウムイオン伝導性ペロブスカイト型酸化物La2/3-xLi3xTiO3を用いたリチウム-空気電池
発表者 稲熊宜之、中島護
学会 第38回固体イオニクス討論会(2012年12月3日-5日)京都テルサ(京都)
タイトル リチウムイオン伝導性ペロブスカイト型酸化物ランタンリチウムチタン酸化物を用いたリチウム-空気電池
発表者 稲熊宜之、中島護、石井康祐、森大輔
学会 電気化学会第80回記念大会(2013年3月29日-31日)東北大学(宮城)
タイトル 次世代リチウムイオン電池用酸化物系固体電解質LLTOの高性能化
発表者 堺英樹
学会 セラミックス、54[5] 333-336(2019)

※本発表は、学習院大学理学部化学科稲熊教授との共同研究の成果によるものです。

国際会議
タイトル High Lithium-Ion Conducting Solid Electrolyte Lantanum Lithium Titanate Ceramics for Next Generation Battery
発表者 M.Nakashima, H.Sakai, Y.Inagma
会議 The 13th International AABC(**) February 4-8, 2013(Pasadena CA USA)
タイトル High Lithium-Ion Conducting and High Mechanical Strength Solid Electrolyte Lantanum Lithium Titanate Ceramics for Rechargeable Lithium-air Battery
発表者 M.Nakashima, H.Sakai, Y.Inagma
会議 The 4th European AABC June 24-28, 2013(Strasbourg, France)

**:Advanced Automotive Battery Conference

書籍
タイトル 空気二次電池に向けた新規材料開発と性能評価
著者 堺英樹
書籍 「次世代蓄電池の【最新】材料技術と性能評価」 技術情報協会(2013年12月)
タイトル 次世代リチウムイオン電池用酸化物系固体電解質LLTOの高性能化
著者 堺英樹
書籍 「LiBの高容量・高耐久化のための電極ー電解液(質)の界面制御技術と解析・評価」 技術情報協会(2015年2月)
タイトル 次世代リチウムイオン電池用酸化物系固体電解質LLTOの高性能化
著者 堺英樹
書籍 「全固体電池のイオン伝導性向上技術と材料、製造プロセスの開発」 技術情報協会 70-74(2017)
タイトル セラミックス系固体電解質の電気化学測定法と評価事例
著者 堺英樹
書籍 「電気化学・インピーダンス測定のデータ解析手法と事例集」 技術情報協会 250-254(2018)
タイトル 酸化物系固体電解質LLTOの高性能化
著者 堺英樹
書籍 「全固体電池の基礎理論と開発最前線」 シーエムシー・リサーチ 209-214(2018)
タイトル 酸化物系電解質材料の作成
著者 堺英樹
書籍 「全固体電池開発の現状と産業化へのアプローチ」 情報機構 51-58(2018)
タイトル LIB材料チタン酸化合物の充放電特性
著者 堺英樹
書籍 「車載用LIBの急速充電性能・耐久性と市場」 シーエムシー・リサーチ 79-92(2019)
タイトル 酸化物系固体電解質LLTOの高性能化
著者 堺英樹
書籍 「次世代二次電池技術・市場動向レポート集」 AndTech 75-83(2021)

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