機能界面設計工学特論科学・技術研究／Studies in Science and Technology

LIB正極活物質の膨張収縮評価のためのSPring8放射光を使った精密結晶構造解析(案)

著者（案）：森下正典、立花和宏、伊藤智博

要旨（案）：リチウムイオンバッテリー（LIB）の劣化原因のひとつは、充放電に伴う活物質の膨張収縮による電極内部の電子パスの寸断である。 SPring8放射光を使った精密結晶構造解析により、それぞれの充電状態（SOC)と活物質の膨張収縮の関係を明らかにできた。その結果、リチウム過剰三元系活物質(NMC)では、膨張収縮は、SOCに対して単調でないことがわかった。

共有文書 doc sheet

案文 Thesis title: High-Resolution Crystal Structure Analysis with SPring8 synchrotron radiation for expansion/contraction evaluations among LIB cathode active materials

Author: Masanori Morishita Kazuhiro Tachibana Tomohiro Ito

Abstract:案文 One of the factors for lithium-ion battery degradation is the disruption of electron paths inside electrodes due to the expansion and contraction of the cathode active material caused by charging and discharging. Precise Crystal Structure Analysis using SPring8 synchrotron radiation has clarified the relationship between the state of charge (SOC) and the expansion and contraction of the active material. As a result, it was found that the expansion and contraction of the lithium-rich ternary material (NMC) is not monotonous with respect to the SOCs.

緒言

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◇ 実験方法

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　正極材料にリチウム過剰三元系活物質を使って全電池（フルセル）を組み立てた。　ここで、フルセルとは、正極と負極のふたつの電極界面を持つ電池である。ひとつの電極系からなる半電池（ハーフセル）は、参照電極、対極を、参照極室、対極室に配置し、注目する電極界面（作用極、試料極）のみの挙動を評価するために設計されたセルを指す。電池業界では、負極を意識しないように正極支配で作成されたセルに対しても、慣例的にハーフセルと呼ぶことがあるが、ここでは、学術的な意味から、フルセルと呼ぶことにする。