本研究は安心・安全な全固体電池の電極への応用と高性能化を目指し、従来型のトライ＆エラーでは無く、MXeneの材料物性からMXene電極のミクロ界面、メソ組織構造にまで及ぶマルチスケールデータを結合したリレーショナルデータベースを構築し、抽出したデータの数理統計解析から可視化された相関関係に基づいてMXeneの学理を構築することを目指した。

今年度は、MXene電極の全固体電池における反応機構を直接可視化するために、オペランドTEM解析を行った。その結果、MXene電極が固体電解質との間でLiイオンをやり取りし、充放電反応が進行することを可視化することに成功した。その結果、MXene電極の反応は単純なLiイオンインターカレーションではなく、表面におけるLi2O生成を副反応として生じることが分かった。このLi2O生成は電極反応における抵抗成分となることが予想されるため、その生成を抑制する電極－電解質界面システムの設計が重要であることが明らかとなった。