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近年、高エネルギー密度・高安全性を有する全固体電池の実用化に向けて、充放電に伴う活物質の体積変化や固体電解質の破壊挙動を考慮した構造設計が重要となっている。特に電極内の不均一なLi濃度分布によって発生する応力は、活物質や固体電解質中の亀裂生成を引き起こし、イオン伝導経路の喪失や容量低下につながる可能性がある。しかし、実構造レベルで電気化学現象と力学現象を連成して評価した事例は限られている。 本研究では、全固体電池電極の3次元実構造を対象として、充放電に伴うLi輸送、電位分布、および応力発生を連成したシミュレーション手法を構築した。COMSOL Multiphysics®を用いて電気化学解析と構造解析を連成し、Li濃度に依存した活物質の膨張・収縮挙動を考慮した。また、応力場から亀裂発生条件を評価し、固体電解質および活物質中に発生する損傷領域を抽出した。さらに、亀裂発生に伴う有効輸送経路の変化をモデルへ反映することで、充放電容量への影響を解析した。 解析対象となる実構造モデルはPythonによる画像処理およびメッシュ生成により作成し、COMSOL Multiphysics®およびMATLAB®を連携させることでモデル生成から充放電計算までの自動化ワークフローを構築した。 その結果、活物質近傍で発生する局所的な応力集中が固体電解質中の亀裂生成を誘発し、イオン輸送経路の分断を通じて容量低下を引き起こすことが示された。本発表では、実構造に基づく電気化学・応力連成解析手法の概要と、亀裂進展が全固体電池性能へ与える影響について報告する。