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雑誌会2001／佐藤 幸裕1)
Aluminum Corrosion in Lithium Batteries
An Investigation Using The Electrochemical Quartz Crystal Microbalance
Haseik Yang, Kyungjung Kwon , Thomas M . Devine, and James W. Evans
J. Electrochem. Soc., 147, 4399 （2000）
C1 佐藤幸裕
緒言
アルミニウムはリチウム二次電池において正極集電体に使用されている。卑な金属であるアルミニウムが正極で使用できるのは表面上に不働態皮膜を生成すためである。
LiPF6はイオン伝導性が良く、電気化学的に安定であるため、リチウムイオン電池においてもっとも使用される電解質である。しかし、加水分解してHFを生じるなどの問題があるため、新規電解質が盛んに研究されている。
しかしながら、それらの新規電解質を用いてのアルミニウムの腐食についてはあまり研究されてはいない。そこで、EQCM（電気化学的水晶マイクロバランス法）を用いて種々の電解質を用いたときのアルミニウムの腐食挙動について検討した。
方法
電解液に1M LiN(CF3SO2)2/PCを用いた。電気化学的測定にはサイクリックボルタンメトリーを行った。対極及び参照極にはリチウム金属を用いた。質量変化はQCMを用いて行った。電極にはアルミニウムでコーティングしてある６MHｚの水晶発振子を用いた。アルミニウムは厚さ1μｍ、表面積0.364ｃｍ2であった。
結果と考察
Fig1(a)に1M LiN(CF3SO2)2/PC中における掃引速度50
ｍV/ｓ時のボルタモグラムを示す。Liに対して４V付近で急激に電流が流れはじめ、カソード掃引時の3.5Vまで流れた。このボルタモグラムの形はアルミニウムが腐食していることを示唆している。
Fig1(ｂ)にQCMにより測定したΔM（質量変化）とAl3+の溶解を仮定して計算したΔQを示す。ΔMとΔQの曲線が一致すればAlは腐食してAl3+として電解液に溶けているはずである。しかしながら一致していなかった。したがって、Alの溶解が起きていないかもしくは、その反応だけではなく複数の反応が起きていると考えられる。
雑誌会2)
