電極/電解液界面の劣化現象とそのメカニズム
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リチウムイオン二次電池の劣化メカニズムと解析技術
の単元です。
小単元
概要
非可逆過程
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
物質変化(組成、電位)
ストレージ特性(平衡論的議論)
自己放電
サイクル特性(速度論的議論)
活物質の劣化・・・不均化反応の不可逆性(溶解)
導電助材の劣化・・・インターカレーションの不可逆性
集電体の劣化・・・(腐食、溶解)
電解液の劣化・・・(酸化、還元)
界面の劣化・・・新規反応析出物(リチウム塩、高分子化合物、不動態皮膜)、空隙への新規物質の浸透(ガス・電解液)
主反応あるいは副反応による形態変化(圧力、体積)
密度の変化・・・容積分率の充放電深さ依存性チェック・・・格子定数の変化で押さえる
電流効率1)と過電圧2)
電流密度3)
容積分率4)格子定数5)モル体積6)
【関連講義】リチウムイオン二次電池の正極集電体,安全性・信頼性向上のための電極/電解液界面の設計・制御と劣化機構解析7)