リチウム電池の電極は活物質、導電助材をバインダーで粉体結着して構成され、活物質および導電助材のバルクの物性のみならず、その界面特性が電極内部抵抗に影響していると考えられる。特に近年注目されている活物質のリン酸鉄リチウムは従来使われたコバルト酸リチウムなどと表面特性が異なるため、合材スラリーで活物質の凝集を制御するのに水系バインダーが検討されている。一方、導電助材のアセチレンブラックも水に分散しにくいため、表面の親水化処理が検討されている。このような粉体の表面特性の変化が粉体抵抗がどのような効果があるか、また電極を構成した際に電極内部抵抗にどのような影響を及ぼすかを検討している例は少ない。そこで、本研究では各種表面特性の異なるリチウム電池粉体材料の粉体抵抗と、電極内部抵抗の関係を調べることを目的とした。
表面を親水化した親水性アセチレンブラックは粉体抵抗は大きな違いは見られないが、電極内部抵抗は他のアセチレンブラックより小さくなった。このことは粉体抵抗の評価結果が必ずしも電極内部抵抗に直接反映しないことを意味している。
本研究では粉体を直接集電体に打ち込むことによってバインダーが存在しない状態の電極内部抵抗を直接粉体抵抗と比較することによって、アセチレンブラックの表面親水化の効果について議論した。
親水化したアセチレンブラックは、炭素同士の接触抵抗を低減するが活物質との接触抵抗は増大するようだ。
【材料】
親水化アセチレンブラック1)
LiFePO4(SLFP-PT30)2)
炭素表面処理3)
ＥＤＬＣ：Au｜（高比表面積・親水化ＡＢ）｜1.4M TEMA・BF4/PC4)
【物理量】粉体抵抗5)
【関連講義】
導電助材｜導電助材6)
カーボン材料（アセチレンブラック系）7)
アルミニウム｜炭素導電助材8)
炭素材料に関する研究9)
たかつかは、2010年に、それまでの研究をＥＳＲ法によるバルブメタルアノード酸化皮膜酸素欠損の評価というテーマで修士論文としてまとめ、山形大学を卒業した10)。
【学会】第120回講演大会（幕張メッセ）＠千葉11)
【関連講義】卒業研究（Ｃ１-電気化学２００４～）,学会発表２００９＠Ｃ１12)
炭素表面処理の影響を調べるための試料
高塚
結果と考 > 考察と討 > 電極に内 > 導電助材｜導電助材,電極に内在する界面
仁科 辰夫,卒業研究（Ｃ１-電気化学, 講義ノート, (2008).
実験方法 > 材料＆試 > カーボン > カーボン材料（カーボンブラック系）,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).
結果と考 > 考察と討 > 電極に内 > 集電体｜ > アルミニ > アルミニウム｜酸化皮膜｜炭素導電助材,アルミニウム｜炭素導電助材
仁科 辰夫,卒業研究（Ｃ１-電気化学, 講義ノート, (2010).
【学会】第120回講演大会（幕張メッセ）＠千葉
立花
緒言（Ｃ > Ｃ１履歴 > 【２００ > 学会発表２００９＠Ｃ１,【２００９年度（平成２１）卒業研究】
仁科 辰夫,卒業研究（Ｃ１-電気化学, 講義ノート, (2009).
(2) LiFePO4(SLFP-PT30) リン酸鉄リチウム, 仁科研究室（南東側）たたみ部屋, 仁科 辰夫, (2007).
(3) 炭素表面処理の影響を調べるための試料
高塚
(4) ＥＤＬＣ：Au｜（高比表面積・親水化ＡＢ）｜1.4M TEMA・BF4/PC, 対象.
(5) 粉体抵抗 x / Ω·m.
(6) 結果と考 > 考察と討 > 電極に内 > 導電助材｜導電助材,電極に内在する界面
仁科 辰夫,卒業研究（Ｃ１-電気化学, 講義ノート, (2008).
(7) 実験方法 > 材料＆試 > カーボン > カーボン材料（カーボンブラック系）,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).
(8) 結果と考 > 考察と討 > 電極に内 > 集電体｜ > アルミニ > アルミニウム｜酸化皮膜｜炭素導電助材,アルミニウム｜炭素導電助材
仁科 辰夫,卒業研究（Ｃ１-電気化学, 講義ノート, (2010).
(9) 炭素材料に関する研究, プロジェクト.
(10) エネルギーデバイス材料の電気伝導性に関する研究
高塚 知行, 山形大学 物質化学工学科, 修士論文 (1).
(11) 【学会】第120回講演大会（幕張メッセ）＠千葉
立花
(12) 緒言（Ｃ > Ｃ１履歴 > 【２００ > 学会発表２００９＠Ｃ１,【２００９年度（平成２１）卒業研究】
仁科 辰夫,卒業研究（Ｃ１-電気化学, 講義ノート, (2009).
