HOME 教育状況公表 本日
⇒#70@学会;

リチウム二次電池正極アルミニウム集電体の腐食抑制による電池サイクル特性の向上


佐藤幸裕, 第41回電池討論会 , 名古屋,



緒言
リチウム電池の正極集電体に用いられるアルミニウムッ素含む有機電解液中で高電場機構により緻密なバリヤ皮膜生成して不働態化するこの皮膜は電池劣化引き起こすアルミニウム腐食電解液の分解と密接な関係があり皮膜バリヤ向上させることで電池サイクル特性向上が期待できる実際の電池製造プロセスではアルミニウム材料の選択表面処理正極合剤塗布ロールプレス電解液注入化成いった工程からなるここでは正極集電体の不働態皮膜の性質と電池性能関係明らかにしそれぞれの工程における不働態皮膜の制御方法について検討した
実験方法
電気化学測定として電流絞込み時における漏れ電流測定するために定電位法用いた試料極してアルミニウム多結晶性99.99厚み 0.1mm電解コンデンサー旗型電極7mm×7mm用い前処理してアルカリ脱脂行った有機電解液として1M LiBF4/PC+DME5050及び1M LiPF6/PC+DME5050キシダ化学用いた対極としてPt照極にAg擬似照電極+3.0V vs Li/Li+用いた有機電解液系の電解セルの組み立ておよび電気化学測定は全てアルゴン置換グローブボクス中で行った
また電池性能評価するために充放電試験行った集電体上述のアルミニウム活物質LiMn2O4導電助剤アセチレンブラ用いたまた対極および照極にはリチウム金属用いた
結果および考察
Fig.1にLiNO30ppm300ppm600ppm添加した1M LiBF4/ PC+DME溶液中で定電位5V vsAg保持したときのアルミニウム不働態皮膜漏れ電流経時変化示す漏れ電流はLiNO3添加しない試料に比べ300ppm添加で約30600ppm添加で約60%減少したまたそれらの皮膜XPS表面分析した結果電解液中のLiNO3濃度増加すると生成する皮膜中の酸素の割合が増加することがわかったこれらのことからLiNO3酸素供与体として働き生成する皮膜の絶縁性向上させたと思われる
Fig2にLiNO3添加した1M LiBF4/PC+DME溶液中でのLiMn2O4サイクル毎の放電容量の減少示す電解液中のLiNO3の濃度が増加するに伴い放電容量が増加しかつサイクル毎の容量減少が抑えられた
他の要因についても種々検討した結果皮膜の漏れ電流と電池サイクル特性よく対応していたしたがって材料組成表面処理熱処理正極合材バインダー中水分電解液水分LiNO3などの工夫で集電体の不働態皮膜の絶縁性向上させると電池サイクル特性向上できることが明らかになった

学会41電池討論会愛知県名古屋1)



【学会】第41回電池討論会@愛知県名古屋市
立花和宏, 研究ノート, (2000).

(1【学会】第41回電池討論会@愛知県名古屋市
立花和宏, 研究ノート, (2000).



QRコード
https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/Academic/@Meeting.asp?nMeetingID=70

SSLの仕組み

このマークはこのページで 著作権が明示されない部分について付けられたものです。

山形大学 データベースアメニティ研究所
〒992-8510 山形県米沢市城南4丁目3-16 3号館(物質化学工学科棟) 3-3301
准教授 伊藤智博
0238-26-3573
http://amenity.yz.yamagata-u.ac.jp/

Copyright ©1996- 2019 Databese Amenity Laboratory of Virtual Research Institute,  Yamagata University All Rights Reserved.