イオン液体を電解質として用いる高温作動型リチウム二次電池

点击翻译按钮获取中文摘要

五酸化ニオブ（Nb2O5）は、独自の疑似容量性動作により、高出力リチウムイオン電池負極材料として期待されている。 ただし、その低い電子伝導性が、負極材料としての性能発現の課題になっている。 本研究では、この材料にアルゴンイオン照射をすることにより、界面特性をの改善を試みた。 照射後の試料のX線光電子分光法および遷移電子顕微鏡法による解析により、Nb2O5負極電極表面に導電性の高い低酸化状態のNbOx (1< x <2) 種が生成することが明らかになった。このNbOx層はいったん生成すると電気化学的に不活性であり、電極表面での電荷移動を促進し、電極の反応抵抗を低減する。このNbOx 表面構造の改質により、負極活物質としての性能が改善され、元の電極 (138 mAh g-1) よりも高い 211 mAh g-1 の可逆容量が得られるようになった。近年実用リチウムイオン電池における有望な正極材料として注目されているLiNiO2は、希少で高価なCoを使用しておらず、理論容量は275 mAh g－1、可逆容量は200 mAh g－1と大きい。しかし、LiNiO2は高い充電状態で構造変化や有機電解質との副反応、Ni溶出などによりサイクル特性が悪いという課題がある。本研究ではLiNiO2を正極材料として用いた際の有機電解質とイオン液体電解質によるサイクル特性を調べ、さらにその違いを正極表面観察とNi溶出量の定量により比較検討した。その結果から、LiNiO2の充放電において有機電解質を用いるよりもイオン液体電解質を用いたほうが優れたCEIが形成され、粒子の構造が安定化され、Ni溶出を防ぐことによりサイクル特性が向上することが明らかとなった。