アルミニウム|有機電解液界面

https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/52255/52255_03.asp#table_nonstoichiometry
卒業研究(C1-電気化学2004〜) の単元です。

小単元

概要

アルミニウムとその化合物1)を有機電解液(リチウム電池、EDLC)有機電解液(リチウム電池、EDLC)2)に浸したときの界面。

バリア型皮膜を生成するため、実際には下記のような界面となります。それぞれの界面をM|O界面、O|S界面などと呼んだりします。

六フッ化リン酸イオンのようなアニオンが負電荷吸着することで、空乏層が形成され、耐食性が増加します。

アルミニウム集電体と炭素導電助材の接触抵抗は、アルミニウム酸化皮膜の欠陥濃度、厚みなどで支配される。皮膜が存在しない金や、皮膜が電子伝導性のチタンなどは接触抵抗が小さくなるが、電解液分解保護が期待できない。皮膜の欠陥が少ないタンタルなどは接触抵抗が非常に大きくなる。

孔食があったりするとそこに電流集中が起きます。

アルミニウム|不働態皮膜|有機電解液界面

四フッ化ホウ酸イオン(BF4-)/六フッ化リン酸イオン(PF6-)/過塩素酸イオン(ClO4-)

皮膜を通過する電流密度(高電場機構)

(数式-49)

【講演】アジピン酸アンモニウム水溶液中におけるアルミニウムの陽極酸化1998-02-05 【講演】アジピン酸アンモニウム水溶液中におけるアルミニウムの陽極酸化

○遠藤 淳一…らは、2008年に近畿大学本部キャンパス(東大阪市小若江3-4-1)で開催された表面技術協会第118回講演大会においてアルミニウムの表面酸化皮膜が有機電解液中でのブレークダウン電位に及ぼす影響について報告しているアルミニウムの表面酸化皮膜が有機電解液中でのブレークダウン電位に及ぼす影響3)。

Chengx…らは、2008年にInvestigation of the anodic behavior of Al current collector in room temperature ionic liquid electrolytesについて報告し、室温イオン液体中におけるアルミニウム集電体のアノード挙動に関する研究 【関連講義】卒業研究(C1-電気化学2004〜),アルミニウム|イオン液体界面4)…と述べているInvestigation of the anodic behavior of Al current collector in room temperature ionic liquid electrolytes5)。

立花和宏、佐…らは、2001年にリチウム電池駆動用電解液中におけるアルミニウムの不働態化について報告し、リチウムイオン二次電池の正極集電体に使われるアルミニウムは有機電解液で不働態化する。その不働態化機構は高電場機構であり、水溶液中の反応機構と同じである。しかし水溶液中では溶媒の水がアルミニウム…と述べているリチウム電池駆動用電解液中におけるアルミニウムの不働態化6)リチウム電池駆動用電解液中におけるアルミニウムの不働態化(2001)7)。

○立花和宏,…らは、2000年に千葉で開催された2000年電気化学秋季大会においてリチウム電池駆動用電解液中でのアルミニウムの不働態化-皮膜生成機構-について報告しているリチウム電池駆動用電解液中でのアルミニウムの不働態化-皮膜生成機構-8)。

松木健三、立…らは、1999年にLiMn2O4系に対する導電付与材、集電体&電解液の効果について報告し、リチウムイオン二次電池の正極活物質であるマンガン酸リチウム(LiMn2O4)系の電池反応において導電付与材、集電体&電解液がどのような影響をおよぼすか検討した正極に LiMn2O4 を用いたリチウム二次電池の充放電挙動−集電体と電解液の組み合わせの影響−9)。 【関連…と述べているLiMn2O4系に対する導電付与材、集電体&電解液の効果10)。

【物理量】

アノダイジングレシオ x 〔m/V〕ブレークダウン電圧 VB 〔V〕電位上昇速度 v 〔V/s〕

【関連講義】

アルミニウムアノード酸化皮膜と高分子化合物の接触界面における電気化学,アルミニウムはなぜ有機電解液中で腐食されないか?集電体のアルミニウムはなぜ有機電解液中で腐食されないか?11)

アルミニウム集電体12)

正極集電体に対するAl不働態化と不働態皮膜(バルブメタル)の制御有機電解液中におけるアルミニウムの不働態化 13)

有機電解液中におけるアルミニウム集電体炭素合剤の接触抵抗の評価,アウトライン_有機電解液中におけるアルミニウム集電体炭素合剤の接14)

アルミニウムの表面酸化皮膜が有機電解液中でのブレークダウン電位に及ぼす影響
リチウム電池駆動用電解液中でのアルミニウムの不働態化-皮膜生成機構-
正極に LiMn2O4 を用いたリチウム二次電池の充放電挙動−集電体と電解液の組み合わせの影響−

関連の展示品

参考文献( 書籍 ・論文 ・URL)