電極活物質/高分子固体電解質二次電池系におけるイオン輸送過程と電荷移動過程の解析

电极活性材料/聚合物固体电解质二次电池系统中离子传输过程和电荷转移过程分析

基本信息

批准号：
08229245
负责人：
逢坂哲彌
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Waseda 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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度はリチウム負極の顕微鏡観察及び交流インピーダンス測定から,固体およびゲル電解質中の特性比較を行い,イオン輸送過程・電荷移動過程を解析した.交流インピーダンス法による評価では,電解質にポリメタクリル酸メチル(PMMA)ゲル電解質及びポリエチレンオシド(PEO)固体電解質を適用した.どちらの複素インピーダンスプロットにも二つの半円がみられ,時間経過に伴い増加した.しかし,第1円の時定数の経時変化がそれぞれの電解質で異なった.すなわち,PMMAゲル系では時定数の大きな変化が見られた.これは,ゲル中の有機溶媒が徐々にリチウムと反応して,複数の反応生成物によるリチウムイオン伝導の抵抗膜相の形成に起因している.一方,PEO系では時定数はほとんど変化していないことから,同一組成の皮膜が単純に膜厚方向に成長している考えられる.以上の結果から,PEO固体電解質の方がリチウムに対してより安定であることが示された.さらに,窓付き電気化学セルを用いた顕微鏡観察により,新たにCO_2を添加したゲル電解質中でのリチウムの析出形態について評価した.その結果,CO_2添加によるデンドライト抑制が見られ,その結果は充放電サイクルを重ねるとより顕著に現れた.これは有機溶媒系と同様に,CO_2添加によって生成するLi_2CO_3等のリチウムイオン伝導性の良好な固体皮膜による表面改質の効果と考えられる.

今年，我们比较了锂负电极的显微镜观察和AC阻抗的测量，并分析了离子传输和电荷转移过程。在使用AC阻抗方法的评估中，将甲基丙烯酸甲酯（PMMA）凝胶电解质和聚乙烯oside（PEO）固体电解质应用于电解质。在两个复杂的阻抗图中都发现了两个半圆，并且随着时间的推移增加。但是，每个电解质的第一个圆的时间常数不同。换句话说，在PMMA凝胶系统中观察到时间常数发生了很大的变化。这是因为凝胶中的有机溶剂逐渐与锂反应，以及由于多种反应产物引起的锂离子传导的电阻膜相。这是由于形成而造成的。但是，由于PEO系统中的时间常数几乎不会改变，因此人们认为相同成分的膜只是在膜厚度方向上生长。以上结果表明，PEO固体电解质对锂更稳定。此外，通过使用窗户的电化学细胞进行微观观察，评估了锂在带有新添加的CO_2的凝胶电解质中的沉淀形式。结果，通过添加CO_2观察了树突抑制，并且在反复的电荷/放电周期中更明显。这被认为是具有良好的锂离子电导率（例如li_2co_3）的固体膜进行表面修饰的效果，如有机溶剂系统中，它是由co_2添加产生的。