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🌡️ 📆 令和5年2月3日
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)

山形大学  理工学研究科(工学系)  化学・バイオ工学科  🔋 立花和宏
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。


実験方法

結果と考察

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充放電

XRD


結論

謝辞

執筆に先立って、背景調査にご協力いただいた岡村陸矢氏、成瀬舜太氏、藤田隆冴氏に感謝申し上げます。


参考文献


2022_R04

原子層鉱物の機能開拓に向けた計算・計測連携研究会

2022/5/1

2022/5/1

電池の基礎を固めるワークショップ―姫路オンライン―

0831 バッテリーマネジメントのためリチウムイオン電池のインピーダンス測定の考え方

中古バッテリーリユース・リサイクルについて バッテリーマネジメントのためリチウムイオン電池のインピーダンス測定の考え方

0901 バッテリーマネジメントのためリチウムイオン電池のインピーダンス測定の考え方 0901


20220908 電気化学会

ひぐ やま

0518 炭素材料の接触による~


1030 劣化GT

劣化GT

1017 接着


1128 明日からやろう!

1130 SPring8LIB正極活物質の膨張収縮評価のための

1212 バッテリーマネジメントのためリチウムイオン電池のインピーダンス測定の考え方 1212

20230209 リチウムイオン二次電池の電気化学測定と材料設計の考え方

20230327 電気化学会

ひぐ

20230331 仁科辰夫最終講義

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