HOME 教育状況公表 令和2年11月29日

セラミックス材料~正極活物質と導電助材の働き~

山形大学  理工学研究科(工学系)  物質化学工学専攻  仁科辰夫・立花和宏

電気化学特論 syllabus 56339 4-211 C1

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リチウムイオン二次電池の構造
3000℃が作る航空部材―窯業―

酸化剤として使える固体は、酸化物が多い。必然的にセラミックスを使うことになる。 金属を使った電極は、充電時に形状を元に戻すことが極めて困難。

スラリーを使った成形

分極の種類とイオン結合

バンド伝導とホッピング伝導

物質の誘電率について 出典:山本電機工業

正極活物質

正極合材は、正極活物質、導電助材、結着材を正極集電体に塗布乾燥して正極とする。

コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン鉄酸リチウムリン酸鉄リチウム1)、EMD二酸化マンガン(IC21)、ニッケル酸リチウム、酸化銀、酸化銅など。

リチウムイオン二次電池の活物質は、数ミクロンから数10ミクロンの粒径を持つものが実用化に適している。粒径が大きいとリチウムイオンの拡散が間に合わなくなり、粒径が小さいと比表面積が大きくなって導電助材やバインダーの量が増えて、電池容量が小さくなってしまうからである。

炭素材料と導電助材

電気二重層容量の測定

卒業研究炭素材料

負極活物質としての炭素材料は炭素への層間化合物として使われます。 グラファイト系の炭素材料です。 ソフトカーボン ハードカーボン

炭素材料の表面は炭素ではありません。 表面の極性は電池性能に大きく影響を及ぼします。

まきちゃんの学会発表

次回

金属材料~負極活物質と集電体の働き~
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