[SS] S2 最先端蓄電デバイスの材料科学

13:30 〜 14:10

[S2.19] [基調講演] フッ化物系固体電解質におけるイオン伝導機構の理論解析

○桑原 彰秀¹、小川 貴史¹、森分 博紀¹、幾原 雄一^2,1 (1. JFCC、2. 東大)

キーワード：

フッ化物イオン蓄電池、第一原理計算、機械学習力場、イオン伝導、点欠陥

CaF₂とBaF₂は同じ蛍石型構造を有するが、固溶させることでフッ化物イオン伝導率が数桁高くなる。従来の欠陥化学に基づくと、同価数の陽イオンを置換固溶させても電気的中性条件は変化しないので、イオン伝導率の向上は期待できない。このことから、Ba_1-xCa_xF₂固溶体におけるフッ化物イオン伝導率の向上は非従来型の機構であると考えられる。本研究では、第一原理計算を用いて固溶体(Ba,Ca)F₂のイオン伝導機構を明らかにすることを目的とした。Ba_0.5Ca_0.5F₂に対する第一原理計算を実施した結果、拡散障壁エネルギーはあまり変化せず、点欠陥形成エネルギーが著しく低下することが示された。