北海道大学,科学技術振興機構（JST）,大阪公立大学,広島大学,高輝度光科学研究センター,東北大学,東京都立大学

2026（令和8）年8月31日

北海道大学
科学技術振興機構（JST）
大阪公立大学
広島大学
高輝度光科学研究センター
東北大学
東京都立大学

準安定固体電解質が急昇温で合成できる謎を解明

～計算科学と先端測定が解き明かす、準安定相の設計原理～

ポイント

北海道大学 大学院工学研究院の三浦 章 教授、藤井 雄太 助教、忠永 清治 教授、ミシガン大学 材料科学工学科 博士課程のベク・ウヒョン 氏、スン・ウェンハオ 助教、大阪公立大学 大学院工学研究科の森 茂生 教授、作田 敦 准教授、丁 炯 特任研究員、大阪公立大学 大学院工学研究科および東北大学 金属材料研究所の林 晃敏 教授、東京都立大学 大学院理学研究科の水口 佳一 教授、広島大学 大学院先進理工系科学研究科の森吉 千佳子 教授、高輝度光科学研究センター（JASRI）の河口 彰吾 主幹研究員らの研究グループは、次世代全固体電池の固体電解質材料「Li3PS4」において、最も高いリチウムイオン伝導度を持つ高温相（α-Li3PS4）が、なぜ急昇温プロセスによって合成できるのかという謎を解明しました。

Li3PS4のα相は480℃以上の高温でのみ熱力学的に安定であり、室温へ冷却するとイオン伝導度の低いγ相へ相転移してしまいます。しかし近年、ガラスの前駆体を急速加熱（急昇温）することでα相が生成し、さらに室温に急冷保持（クエンチ）できることが報告されていました。

研究グループは、第一原理計算と、大型放射光施設SPring-8のビームラインBL13XUを用いた高時間分解能のin-situ X線回折実験を組み合わせ、急昇温によりナノサイズのα相の優先的な核生成が中温度域で引き起こされ、短い保持時間によって結晶成長を抑制することが、準安定なα相を選択的に合成・保持できる理由であることを突き止めました。本成果は、準安定材料を狙って合成するための合理的な材料設計指針を提供するものです。

本研究成果は、2026年8月22日（現地時間）付で、科学誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。

本研究の一部は、JST 革新的GX技術創出事業（GteX）（JPMJGX23S5）、戦略的創造研究推進事業 さきがけ（JPMJPR21Q8）、先端国際共同研究推進事業（ASPIRE）（JPMJAP2419）、JSPS 科研費（JP20KK0124およびJP24K21775）、JSPS J-PEAKSプログラム（JPJS00420230001）の支援を受けて行われました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Time-Temperature-Transformation Diagrams to Navigate the Nucleation and Quenchability of Metastable α-Li3PS4”
DOI：10.1038/s41467-026-76661-7

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