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走査型トンネル顕微鏡によるリチウム二次電池黒鉛負極/有機電解液界面反応の解析

扫描隧道显微镜分析锂二次电池石墨负极/有机电解液界面反应

基本信息

批准号：
09237233
负责人：
安部武志
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、リチウム二次電池の研究が盛んである。リチウム二次電池の負極材料としては炭素材料、特に高結晶性の黒鉛化材料が用いられている。リチウム二次電池の充放電は黒鉛化材料へのリチウムイオンの挿入脱離に伴うことが知られている。しかし、電解液によっては黒鉛化材料へリチウムイオンが挿入せす、電解液の分解が生じる。これらの現象は数多くの研究者によって報告されているが、その原因は未だ解明されていない。そこで、本研究では、種々の電解液中でのリチウムイオンの黒鉛に対する挿入反応の初期過程を走査型トンネル顕微鏡で調べることを目的とした。結果を以下に記す。1)サイクリックボルタンメトリーを用いて1Mの過塩素酸リチウムを電解質として含む炭酸エチレン-炭酸ジエチル混合溶液、炭酸エチレン-ジメトキシエタン混合溶液、炭酸プロピレン中での黒鉛の電気化学的特性を調べた。いずれの電解液でも還元電流が1V付近から流れており、電解液の分解が生じることが分かった。炭酸プロピレン中では、第2サイクル以降も還元電流が流れ続け、安定な被膜が形成されないことが示された。2)走査型トンネル顕微鏡観察の結果では、サイクリックボルタンメトリーの結果と非常に良い一致を示した。すなわち、炭酸プロピレンを用いた場合には、黒鉛層の剥離が起こり続け、リチウムの挿入反応が認められなかった。また、その他の電解液の場合では、被膜形成は溶媒和リチウムイオンが黒鉛層間に侵入し、その後、溶媒和リチウムイオンが分解し、被膜を形成することが分かった。

In recent years, research on secondary batteries has been flourishing. The electrode materials of secondary batteries are carbon materials, especially high crystalline black lead materials. The secondary battery is charged with lead-free materials. In addition, the electrolyte can be used to decompose the lead material. This phenomenon has been reported by many researchers, and its causes have not been clarified. The aim of this study is to investigate the initial process of reaction in the electrolyte of the seed, to investigate the initial process of reaction in the seed, and to investigate the regulation of the seed by micromirrors. The results are listed below. 1) To adjust the electrochemical properties of black lead in the electrolyte containing mixed solution of carbonic acid and carbonic acid, mixed solution of carbonic acid and carbonic acid. The electrolyte is separated from the original current by 1 V, and the electrolyte is decomposed. The carbon dioxide film is formed in the second part of the film to reduce the return current. 2)The results of microscopical examination of the sample were very consistent. In the case of carbon dioxide, the separation of the black lead layer is initiated. In the case of other electrolytes, the coating is formed by the solvent and the solvent, which invade the black lead layer, and the solvent and the solvent decompose, and the coating is formed.