微量金属イオン添加によるリチウムイオン二次電池負極の特性向上

添加微量金属离子改善锂离子二次电池负极特性

基本信息

批准号：
14750649
负责人：
駒場慎一
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750649/
关键词：
リチウムイオン二次電池負極炭素

项目摘要

Li-Mnスピネルを正極とする電池内部では,正極からMn(II)が溶出し負極の容量低下を引き起こす.この原因は,溶存Mn(II)がセパレータを介して負極に到達し,Mnの還元析出,電析Mn上での電解液との不可逆的分解の促進(触媒作用)によって,負極の特性劣化が起こるためであることを既に見出している.そこで,全く逆の発想で,負極特性を向上させるべき添加物を検討した.様々な金属イオンの添加効果を検討し負極の特性に与える影響を調べたところ,なかでもAl(III),Zn(II),Ag(I),Pb(II)は還元析出した後に,電気化学的に活性なLi合金が形成するため,炭素電極のみに比べて可逆容量が増加した.また,ナトリウムイオンを添加するとSEI皮膜が改質されて黒鉛負極の高出力化が可能となったのでここに述べる.負極活物質として天然黒鉛を用い,電解液1mol dm-3 LiClO^4/EC-DECにナトリウムイオン(過塩素酸ナトリウム)を充放電前に所定の濃度加えた.ナトリウムイオンを添加することによって,初期サイクルの不可逆容量が減少し,放電容量の増加が見られ,充放電時の容量の保持性も改善されることがわかった.またナトリウムイオンの添加量によっても負極特性が変化することがわかった.この効果はナトリウムイオンの添加がSEIの形成に大きく関与しているためと考えられる.交流インピーダンス測定から電極/電解液における界面抵抗が減少しており,高レート充放電においてより高い可逆容量が得られることが分かった.

在具有LI-MN尖晶石作为正电极的电池中，Mn（II）从正极电极中脱落，并导致负电极的容量降低。已经发现这是因为溶解的Mn（II）通过分离器到达负电极，并且由于MN的减少沉积而导致负电极的性质恶化，并且在沉积的MN上促进了与电解质的不可逆分解。因此，我们已经研究了应使用完全相反的想法来改善负电极性能的添加剂。 Various metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic metallic金属金属金属金属金属金属金属金属金属金属金属酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性酸性我们研究了对该物质的影响，并研究了对该物质的影响。其中，Al（iii），Zn（ii），Ag（i）和Pb（ii）是还原沉积后的电化学活性LI合金，与单独的碳电极相比，可逆能力增加。此外，当添加钠离子时，修改了SEI涂层并可以增加石墨负电极，因此我们将在此处解释。天然石墨用作负电极的活性材料，并使用1摩尔的电解质。在充电和放电之前，以给定的浓度将钠离子（高氯酸钠）添加到DM-3 LICLO^4/EC-DEC中。添加钠离子可在初始周期降低不可逆的能力，增加排放能力，并在充电和排放期间提高能力保留。还发现，负电极性能也会根据添加的钠离子量而变化。人们认为这种效果是因为添加钠离子与SEI的形成很大程度上涉及。交流阻抗测量表明，电极/电解质中的界面电阻降低，并且在高速充电和放电中可以获得更高的可逆能力。