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電極／電解液界面の劣化現象とそのメカニズム

2014-11-7 技術情報協会
http://www.gijutu.co.jp/doc/s_411427.htm

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概要

１．リチウムイオン二次電池の概要

　1-1　リチウムイオン二次電池とコンデンサー（キャパシタ）

　1-2　電池の構造と動作

　1-3　充電式電池と劣化現象

２．電極／電解液界面の劣化現象とそのメカニズム

　2-1　デバイスとしての電池の劣化

　2-2　保存期間における劣化と充電操作による劣化

　2-3　化学的変化を伴う劣化と物理的な劣化

　2-4　活物質の溶解と不可逆反応

　2-5　集電体の腐食と溶解

　2-6　炭素導電助材の酸化

　2-7　電解液分解に伴うガス発生と電極膨張、集電体からの剥離

　2-8 溶媒の電気伝導と酸化還元に伴う劣化

　2-9 高分子材料（バインダーと分散剤）の電気伝導と酸化還元に伴う劣化

　2-10 デンドライド生成とセパレータ貫通による化学短絡

３．劣化の評価と劣化低減への指針

　3-1　分極曲線から読む電極劣化の評価

　3-2　充放電曲線から読む電極劣化の評価

　3-3　劣化を低減させる材料選定のための指針　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

電池の劣化現象とは電池性能に影響を及ぼす不可逆現象を指す。充電操作によって完全に放電前に復帰するのが理想であるが、実際には決してそうはならないからだ。その劣化の原因は多岐にわたる。劣化の原因を理解したところで解決にはならないし、全てを解決することは不可能だ。しかしながら劣化の全体像を俯瞰することで、自分の立ち位置における戦略選択の糸口にはなるであろう。本講義が受講者になんらかの指針を与えることができれば望外の喜びである。

【学会】○武田浩幸,…らは、2011年にタワーホール船堀（〒134-0091　東京都江戸川区船堀4-1-1）で開催された第52回電池討論会においてリチウムイオン二次電池過充電時のアルミニウム集電体からの炭素導電助材の剥離現象について報告しているリチウムイオン二次電池過充電時のアルミニウム集電体からの炭素導電助材の剥離現象 ¹⁾。

【講義ノート】

電解液 ²⁾

電極に内在する界面 ³⁾

(1) リチウムイオン二次電池過充電時のアルミニウム集電体からの炭素導電助材の剥離現象
○武田浩幸,及川俊他,本田千秋,関根智仁,立花和宏,仁科辰夫,第52回電池討論会　講演要旨集 (2011).>
(2) 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).>
(3) 結果と考 > 考察と討 > 電極に内在する界面,考察と討論
 仁科辰夫,卒業研究（Ｃ１-電気化学, 講義ノート, (2008).>

課題

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