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🌡️ 📆 令和6年7月24日
⇒#4096@講義;

👨‍🏫 0008.  セラミックス材料~正極活物質と導電助材の働き~(2011_H23)

立花和宏

エネルギー化学特論 では、 「 【2013年(平成25)エネ変】 」 の中で、 「セラミックス材料~正極活物質と導電助材の働き~(2011_H23)」について 述べられています ⇒#4096@講義;。

📆 初版
#🗒️👨‍🏫正極活物質#🗒️👨‍🏫導電助材#🗒️👨‍🏫セラミックス#🗒️👨‍🏫イオン結合

セラミックス材料~正極活物質と導電助材の働き~

活物質はイオン結合です。だから電子は流しません。でも・・・
活物質が反応するときは電子とイオンの両方を供給する必要があります。活物質の奥のほうまで反応させるには固体中を物質輸送する必要があります。その駆動力とは・・・?

活物質と導電助材と電解液の接触稜線上で起きる電池反応の速度。電解液と導電助材がスピノーダル構造をとっているところへ活物質をどう配置するのがよいのか。活物質存在によるスピノーダル構造からドロップレット構造への遷移。スラリーの配合、分散から塗布乾燥の過程で何が起こるか。

反応前後で体積変化を起こします。

【物理量】
容積分率1)モル体積2)

グラファイト系のカーボンはバルクの導電率は高いと言われています。しかし合材スラリー中では表面が非極性のため表面が極性の正極活物質よりも表面が非極性の有機分子で被覆されてしまいます。その結果、カーボンと活物質の電子授受が行われなくなり、電極内部抵抗が上がるため、導電助材として不適切ということになります。
カーボンブラック系のカーボンは表面に酸素のような極性の部位を有するため、カーボンと活物質の電子授受が行われやすくなります。しかしこの場合でも完全にカーボンの表面を覆わないようなバインダーを選定する必要があります。
バインダーは電解液の溶媒に溶解しない、充電時の酸化環境に十分耐えられるなどの要求に加えて、カーボンと活物質の間に入り込んで電子授受を阻害しないことも求められます。PVdFはフッ素による極性基を主鎖に持つため乾燥時に自己組織化してカーボンや活物質の表面に吸着する際に電子授受を阻害しない形状をとるものと考えられます。

【材料】
無機材料3)
炭素材料4)
セラミックス5)

【物理量】
容積分率6)

Li+e<->LiMn2O4(トポタクティック反応) 7)
Li+e<->LiCoO2(トポタクティック反応)8)

【関連講義】
卒業研究(C1-電気化学2004~),活物質9)
卒業研究(C1-電気化学2004~),リン鉄酸リチウム(オリビン)10)
カーボン材料(アセチレンブラック系)11)
カーボン材料(グラファイト系)12)
無機工業化学,窯業・珪酸塩化学工業@無機工業化学13)


セラミック材料(目次)14)

実験方法 > ææ–™ï¼†è©¦ > æ´»ç‰©è³ª,材料&試料
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2006).

実験方法 > ææ–™ï¼†è©¦ > æ´»ç‰©è³ª > æ­£æ¥µæ´»ç‰© > ãƒªãƒ³é‰„酸リチウム(オリビン),正極活物質
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2007).

実験方法 > ææ–™ï¼†è©¦ > ã‚«ãƒ¼ãƒœãƒ³ > ã‚«ãƒ¼ãƒœãƒ³ææ–™ï¼ˆã‚«ãƒ¼ãƒœãƒ³ãƒ–ラック系),カーボン材料
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2007).

実験方法 > ææ–™ï¼†è©¦ > ã‚«ãƒ¼ãƒœãƒ³ > ã‚«ãƒ¼ãƒœãƒ³ææ–™ï¼ˆã‚°ãƒ©ãƒ•ã‚¡ã‚¤ãƒˆç³»ï¼‰,カーボン材料
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2007).

無機工業 > åŒ–学工業 > çª¯æ¥­ãƒ»çªé…¸å¡©åŒ–学工業@無機工業化学,化学工業@無機工業化学
立花 和宏,無機工業化学, 講義ノート, (2007).

(1容積分率 Ïˆ / ãƒ».
(2モル体積 Vm / m3/mol.
(3@ > ç„¡æ©Ÿææ–™
無機材料, (材料).
(4@ > ç„¡æ©Ÿææ–™ > ç‚­ç´ ææ–™
炭素材料, (材料).
(5@ > ç„¡æ©Ÿææ–™ > ã‚»ãƒ©ãƒŸãƒƒã‚¯ã‚¹
セラミックス, (材料).
(6容積分率 Ïˆ / ãƒ».
(7)   Li+ + e- + Mn2O4 ←   LiMn2O4, ?, (反応-501).
(8)   Li+ + e- + CoO2 ↔   LiCoO2, = 0.8 V, (反応-414).
(9実験方法 > ææ–™ï¼†è©¦ > æ´»ç‰©è³ª,材料&試料
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2006).
(10実験方法 > ææ–™ï¼†è©¦ > æ´»ç‰©è³ª > æ­£æ¥µæ´»ç‰© > ãƒªãƒ³é‰„酸リチウム(オリビン),正極活物質
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2007).
(11実験方法 > ææ–™ï¼†è©¦ > ã‚«ãƒ¼ãƒœãƒ³ > ã‚«ãƒ¼ãƒœãƒ³ææ–™ï¼ˆã‚«ãƒ¼ãƒœãƒ³ãƒ–ラック系),カーボン材料
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2007).
(12実験方法 > ææ–™ï¼†è©¦ > ã‚«ãƒ¼ãƒœãƒ³ > ã‚«ãƒ¼ãƒœãƒ³ææ–™ï¼ˆã‚°ãƒ©ãƒ•ã‚¡ã‚¤ãƒˆç³»ï¼‰,カーボン材料
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2007).
(13無機工業 > åŒ–学工業 > çª¯æ¥­ãƒ»çªé…¸å¡©åŒ–学工業@無機工業化学,化学工業@無機工業化学
立花 和宏,無機工業化学, 講義ノート, (2007).
(14 > ã‚»ãƒ©ãƒŸãƒƒã‚¯ææ–™ï¼ˆç›®æ¬¡ï¼‰
堂山昌男・山本良一, セラミック材料, 東京大学出版会, , (1986).

関連の展示品


表


◇ 参考文献( 書籍 ・雑誌 ・URL )


✍ 平常演習

💯 課外報告書 Web Class



<h3 > <a id='yznl4096' href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=4096'> 👨‍🏫 </a> <a href='http://c1.yz.yamagata-u.ac.jp/'> セラミックス材料~正極活物質と導電助材の働き~(2011_H23) </a> </h3>

<!-- 講義ノート  講義ノート  講義ノート  -->
<li>
<article> 立花和宏. <a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=4096'> <q><cite> セラミックス材料~正極活物質と導電助材の働き~(2011_H23) </q></cite> </a>.
山形大学,  <a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Syllabus.asp?nSyllabusID=11208'> エネルギー化学特論 <a/a> 講義ノート, 2013.
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=4096'> https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=4096 </a> ,  (参照 <time datetime="2024-7-24">2024-7-24</time>). </article> </li>
</article> <!-- 講義ノート  講義ノート  講義ノート  -->

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