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🌡️ 📆 令和6年5月3日

学会発表

1P171

レイリー散乱を使った比色分析によるリチウム二次電池正極活物質の固体表面極性の評価

(山形大工1・山形大院理工2)　○鈴木千晶1, 伊藤一海1，高橋毅1，伊藤知之2，伊藤智博2, 立花和宏2, 仁科辰夫2

【緒言】リチウムイオンの脱挿入ができなければ、リチウムイオン二次電池は動作しない。梶本らはリチウムイオン二次電池正極活物質の表面改質によって電池性能が変化すると述べている1)。伊藤らはマンガン酸リチウムのリチウムイオンの脱挿入に活物質の比誘電率が影響すると述べている1,2)。バインダーを変えて正極活物質スラリーを調製していたら、新規バインダーを混ぜたら青色を示した。比誘電率の異なる活物質を混合したら、鮮やかな青色になったり、濃紺色になったりした。紛体インピーダンス測定では、再現性の乏しさの問題から、１検体あたり測定時間が3時間、10gの試料を必要とする。この現象を使えば新規バインダーを混ぜるだけで迅速かつ少ない試料で固体表面極性を評価できると考え、本研究では、水溶液系において比色分析によって正極活物質の表面誘電率の評価を目的とした。

【実験方法】活物質としてマンガン酸リチウム4種類を、新規バインダーを使用した。活物質0.2gをディスポカップに量り取り、新規バインダー0.7gを加え、ガラス棒で混合し活物質スラリーとした。活物質スラリーの色を観察した。

【結果】表1に活物質の見かけの比誘電率とスラリーの色を示す。活物質の比誘電率が2のLMO①スラリーでは青色を、比誘電率が15のスラリーでは濃紺食を、比誘電率が56のLMO④スラリーでは黒色を示した。すなわち、スラリー中の活物質の見かけの比誘電率が増加するに従って，青色から黒色に変化する。

【結論】活物質の見かけの比誘電率とスラリー色の変化の相関から、リチウムイオン二次電池正極活物質の固体表面極性を評価できる。

【参考文献】1)梶本貴紀、吉本信子、江頭港、 本田昌行、 第50回電池討論会、P.89(2009). 2)伊藤知之ら、電気化学会第80回大会要旨集 (2013).　

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