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  集電体|電解液(界面)

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この 講義 卒業研究(C1-電気化学2004~) の単元です。 この講義(集電体|電解液(界面))の親単元は 電極に内在する界面 です。

初版
次電池の正極は充電時にアノード分極されるしたがって鉛電池やニカド電池ようにその集電体アノード分極されたときの反応生成物が正極活物質になるのような金属が使われているしかしリチウムイオン次電池では複合酸化物正極活物質に使っておりしかもステンレス耐食性与えるような酸素や水分含まない有機電解液使っているため集電体にはアルミニウム使う必要があった
アルミニウムは導電率が大きい上軽く機械的加工にも優れ資源的にも優位な金属であるこのアルミニウム耐食性与えるには有機電解液にも工夫が必要であった

集電体に使う金属選択する上で特に重要な点は耐食性と電解液の保護性能である充電時にアノード分極された際に集電体金属自身が腐食溶解しないことが耐食性であり電解液酸化分解しないことが電解液保護であるタンタルは水溶液中では優れた耐食性有するがLiPFなどリチウムイオン次電池に使われる電解液中ではいとも簡単に腐食してしまう金やチタンは耐食性はあるが電解液保護性能は低い金は貴金属であってそれ自体反応しづらいがアノード分極されると電解液から電子奪って酸化してしまうチタン酸化皮膜作るが酸化皮膜の電子伝導性が大きいためやはりアノード分極されると電解液から電子奪って酸化してしまう


アルミニウムアジピンアンモニウムなどの水溶液中でアノード酸化したとき緻密なバリア型の不働態皮膜生成するバルブメタルして知られている般に水溶液中におけるアルミニウムアノード酸化は次のような反応で進行しAl2O3酸化皮膜生成するこのときアルミニウム溶媒酸化物イオンの供給源として不働態皮膜生成する1)

金属がそのまま電解液浸りますブレークダウン電圧2)

電解液分に集電体表面濡らしていれば集電体の表面積が界面の面積となります

卒業論文
かたくら3)
ひらやま4)
よしき5)

○上村潤, …らは2001年に東京理科大学神楽坂キャンパスで開催された2001年電気化学秋季大会において溶融炭酸塩中におけるアルミニウムの不働態皮膜生成機構について報告している6)

立花和宏,○…らは2000年に葉工業大学津津田沼キャンパスで開催された2000年電気化学秋季大会においてリチウム電池駆動用電解液中でのアルミニウム不働態化-水分の影響-ついて報告している7)

化学種
酸化アルミニウム8)
ッ化アルミニウム9)

関連講義エネルギー変換化学特論,金属材料リチウム電池アルミ集電体働き~10)

関連講義
ブレークダウン電位11)
分解電圧と過電圧12)
集電体13)電解液14)


結果と考 > 考察と討 > 電極に内 > 集電体| > アルミニウム|水溶液,集電体|電解液(界面)
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2009).

溶融炭酸塩中におけるアルミニウムの不働態皮膜生成機構
○上村潤, 立花和宏,遠藤孝志,仁科辰夫,尾形健明,2001年電気化学秋季大会講演要旨集 (2001).

リチウム電池駆動用電解液中でのアルミニウムの不働態化-水分の影響-
立花和宏,○佐藤幸裕,仁科辰夫,遠藤孝志,2000年電気化学秋季大会講演要旨集, p.17 (2000).

エネルギ > 【201 > 金属材料~負極活物質と集電体の働き~,【2011年(平成23)エネ変】
立花 和宏,エネルギー変換化学特論, 講義ノート, (2011).

実験方法 > 測定と評 > クロノポ > ブレークダウン電位,クロノポテンショメトリー
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2006).

実験方法 > 測定と評 > ボルタン > 電流―電 > 分解電圧と過電圧,電流―電圧
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2009).

実験方法 > 材料&試 > 集電体(集電子),材料&試料
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2007).

実験方法 > 材料&試 > 電解液,材料&試料
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2006).

(1結果と考 > 考察と討 > 電極に内 > 集電体| > アルミニウム|水溶液,集電体|電解液(界面)
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2009).
(2ブレークダウン電圧(breakdown voltage [ボルト].
(3リチウム二次電池用正極活物質の評価法の標準化-各種正極構成材と電解液の組み合わせ-
片倉 英至, 卒業論文, (1999).
(4アルミニウムの予備アノード酸化による有機電解液中でのブレークダウン電位の制御
平山 従仕, 卒業論文, (2008).
(5エネルギー貯蔵デバイスにおけるバルブメタルアノード酸化皮膜の欠陥制御
田中 良樹, 修士論文, (2006).
(6溶融炭酸塩中におけるアルミニウムの不働態皮膜生成機構
○上村潤, 立花和宏,遠藤孝志,仁科辰夫,尾形健明,2001年電気化学秋季大会講演要旨集 (2001).
(7リチウム電池駆動用電解液中でのアルミニウムの不働態化-水分の影響-
立花和宏,○佐藤幸裕,仁科辰夫,遠藤孝志,2000年電気化学秋季大会講演要旨集, p.17 (2000).
(8酸化アルミニウムAluminum OxideAl2O3, = 101.9612 g/mol, (化学種).
(9フッ化アルミニウムAlF3, = 83.9767 g/mol, (化学種).
(10エネルギ > 【201 > 金属材料~負極活物質と集電体の働き~,【2011年(平成23)エネ変】
立花 和宏,エネルギー変換化学特論, 講義ノート, (2011).
(11実験方法 > 測定と評 > クロノポ > ブレークダウン電位,クロノポテンショメトリー
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2006).
(12実験方法 > 測定と評 > ボルタン > 電流―電 > 分解電圧と過電圧,電流―電圧
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2009).
(13実験方法 > 材料&試 > 集電体(集電子),材料&試料
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2007).
(14実験方法 > 材料&試 > 電解液,材料&試料
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2006).

関連の展示品

参考文献( 書籍雑誌URL )

課題



<li> <article> Japan Science and Technology Agency. <q><cite> 集電体|電解液(界面) </q></cite>. 山形大学,  <a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Syllabus.asp?nSyllabusID=11063'> 卒業研究(C1-電気化学2004~) <a/a> 講義ノート, 2007. <a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=1222'> https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=1222 </a> ,  (参照 <time datetime="2019-10-16">2019-10-16</time>). </article> </li>

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