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金属リチウム負極界面の電気化学的構造制御による高効率化

通过金属锂负极界面的电化学结构控制提高效率

基本信息

批准号：
10131250
负责人：
石川正司
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1 金属リチウム界面に対する低温サイクル前処理効果金属リチウム負極を低温で数回予備サイクルさせることにより,「充放電反応に適した界面の構築」を行う新規手法について精査した。その結果,この効果は用いる電解質と電解液溶媒の両者に左右されることが判明した。電解質塩としては六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)が適し,溶媒には含環状エーテル溶媒は不適で,カーボネート系が適することが判った。この場合,低温予備サイクルにより形成された界面が昇温後もコンパクトなまま維持されるが,含エーテル類溶媒ではイオン移動に不利な界面に変化していた。カーボネイト系溶媒で低温サイクル前処理(-20℃にて10サイクル)を行うと,長期サイクル試験では25%も効率が向上した。溶媒依存効果の解明には,リチウムと溶媒との相互作用を明らかにするラマンスペクトル測定が有効であることが判った。2 金属ヨウ化物添加剤による金属リチウム界面の高効率化金属リチウムの充放電効率向上を狙った電解液用添加剤として,金属ヨウ化物の効果を検討した。その結果この種の添加剤が効果を発揮する条件として,電解質(リチウム塩)との相性が極めて重要であることが判明した。例えば電解質としてLiPF6を用いた場合,ヨウ化アルミニウム(A1I3)添加では無添加より効率は低下したが,ヨウ化マグネシウム(Mgl2)添加では効率が向上した。添加剤と電解質塩の相性が効率を左右する機構については,LiPF6塩を用いた場合,A1I3添加では電極界面にリン酸などの塩分解生成物が蓄積し,これが充放電反応を阻害することが明らかになった。一方MgI2添加では阻害物生成反応は起こらず,電極界面の好適なモルフォロジーを維持するLi-Mg合金が形成された。この様に添加剤効果のメカニズムについても界面現象から合理的に説明できた。

1. The metal electrode is prepared at low temperature for several times before the metal electrode is prepared at low temperature. The new method of fine inspection is carried out in the construction of the metal electrode interface. As a result, it was found that the electrolyte and electrolyte solvent were used in the middle of the solution. Electrolyte and solvent are suitable for the reaction of LiPF6, cyclic solvent and organic solvent. In this case, the interface formed at low temperature is maintained at high temperature, and the interface formed at low temperature is changed when the solvent is moved. The solvent system is used for low temperature pretreatment (-20℃), and the long-term test is 25% effective. Solvent dependent effects are resolved by solvent interaction. 2. To investigate the effect of metal compounds on the high efficiency of metal compounds at the interface and on the charge efficiency of metal compounds As a result, the additive effect of the electrolyte is very important. For example, in the case of electrolyte LiPF6, the addition of electrolyte LiPF6 (A1I3) has a low efficiency, while the addition of electrolyte LiPF6 (MgI2) has a high efficiency. When the electrolyte phase is added, the decomposition products of LiPF6 are accumulated at the electrode interface, which is beneficial to the resistance of LiPF6 to LiPF6. The addition of MgI2 causes the formation of a barrier, and the formation of a Li-Mg alloy results in a good electrode interface. The interface phenomenon is not reasonable, and the explanation is not reasonable.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Masayuki Morita: "Lithium Ion Batteries : Fundamentals and Performance" M.Wakihara,O.Yamamoto, 247 (1998)

Masayuki Morita：“锂离子电池：基础知识和性能”M.Wakihara,O.Yamamoto，247 (1998)

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Masayuki Morita: "Effects of the Electrolyte Composition on the Discharge Capacity of LiMn_2O_4 Electrode" Denki Kagaku. 66・12. 1304-1306 (1998)

Masayuki Morita：“电解质成分对LiMn_2O_4电极放电容量的影响”电气化学66・12 1304-1306（1998）。

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Otoo Yamada: "The AC Inpedance Response of LiNiO_2 Electrode in Organic Electrolyte Solutions with Different Compositions" Electrochim.Acta. 44・10. 1607-1615 (1999)

Otoo Yamada：“LiNiO_2 电极在不同成分的有机电解质溶液中的交流阻抗响应”Electrochim.Acta 44・10（1999）。

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Masayuki Morita: "A Raman Spectroscopic Study of Organic Electrolyte Solutions Based on Binaly Solvent Systems of Ethylene Carbonate with Low Viscosity Solvents" J.Chem.Soc.,Faraday Trans.94・23. 3451-3456 (1998)

森田雅之：“基于碳酸亚乙酯与低粘度溶剂的二元溶剂体系的有机电解质溶液的拉曼光谱研究”J.Chem.Soc.，Faraday Trans.94・23 (1998)。

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Masashi Ishikawa: "Control of Lithium Metal Anode Cycleability by Electrolyte Temperature" J.Power Sources. 印刷中. (1999)

Masashi Ishikawa：“通过电解质温度控制锂金属阳极循环性”J.Power Sources（1999 年出版）。

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