電極活物質/高分子固体電解質二次電池系の界面接合状態の評価と設計

电极活性材料/聚合物固体电解质二次电池系统界面结合状态评价与设计

• 批准号: 09215237
• 负责人: 逢坂 哲彌
• 金额: $ 0.96万
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09215237/
• 关键词: リチウム電池; 固体電解質; ゲル電解質; 炭酸; デンドライト; リチウム; 電気二重層; キャパシタ

本年度はリチウム二次電池系へ高分子固体(ゲル)電解質を適用し,リチウムのデンドライト析出抑制プロセスを見出し,高分子ゲル電解質の種類,添加物の及ぼす影響を解析した.一方,固体電気化学系の応用の際の高速イオン移動における界面接合状態の設計に関する基礎的な指針を得た.各ゲル電解質中におけるリチウムの析出形態を光学顕微鏡により観察を行った.PEO電解質中では溶液中に比べると,リチウムのデンドライト析出が抑制され,さらに,CO_2の添加することにより析出形態および充放電効率にさらなる改善が見られた.また,PVdF系ゲル電解質を用いた場合,PEO系に比べてリチウムが全体的に平滑に析出し,基板のエッジ部までも均一であり,デンドライト抑制効果が大きくなっている.これはPVdF系ゲルの機械強度がPEOより高いためデンドライトの抑制する物理的な力が大きいためと考えられる.更に,Li/PVdF-HFP(or PEO)ゲル/LiCoO_2全固体電池を作製し,同様な電極を用いた有機電解液系電池に近い充放電特性を得た.一方,PVdF系ゲル電解質をバインダーとした複合電極を作製することにより,電極活性物質粒子と電解質の有効接触面積を増加させ,電極内部のイオン拡散も改善された.そこで,セル性能が大幅に向上できた.複合電極にゲル電解質バインダーの混入量を最適した結果,PVdFを30wt%とした電極が最大容量を得ることが明らかとなった.従って,電気二重層キャパシタだけでなく,リチウム電池正極などの設計にも応用できると考えられる.

今年，将聚合物固体（凝胶）电解质应用于锂二次电池系统，并发现了锂 - 树木类似控制过程，并分析了对添加剂的效果的聚合物凝胶电解质的类型。在使用光学显微镜的每个凝胶电解质中，在锂特异性形式中观察到高速离子运动中的界面关节设计。通过添加CO_2进一步改善。 PVDF凝胶高于PEO使用电解质作为粘合剂产生复合电极，电极活动材料颗粒和电解质的有效接触面积已得到改善，并且在电极内部的离子扩散得到了改善由于污染中混合的凝胶电解粘合剂的最佳量，很明显，PVDF至30wt％的电极获得了最大能力。例如锂电池。

项目成果

逢坂 哲彌: "ポリマー電池における高分子材料の役割と期待" プラスチック. 48. 10-12 (1997)

Tetsuya Osaka：“聚合物材料在聚合物电池中的作用和期望”Plastics 48. 10-12 (1997)。

X.Liu: "All-solid-state electric double-layer capacitor with isotropic high-density graphite electrode and polyethylene oxide/LiClO_4 polymer electrolyte" J.Electrochem.Soc.,. 143・12. 3982-3986 (1996)

X.Liu：“具有各向同性高密度石墨电极和聚环氧乙烷/LiClO_4聚合物电解质的全固态双电层电容器”J.Electrochem.Soc.，143・12（1996）。

X.Liu: "Properties of electric double-layer capacitors with various polymer gel electrolytes" J.Electrochem.Soc.,. 144・9. 3066-3071 (1997)

X.Liu：“具有各种聚合物凝胶电解质的双电层电容器的特性”J.Electrochem.Soc.，144・9 3066-3071（1997）。

T.Osaka: "Panel discussion future prospects of lithium batteries" J.Power Sources. 68. 173-186 (1997)

T.Osaka：“小组讨论锂电池的未来前景”J.Power Sources。

T.Osaka: "Modern Electroplating (Conductive Polymers : Electroplating of organic films)" John Wiley & Sons,Inc. (in press),

T.Osaka：“现代电镀（导电聚合物：有机薄膜电镀）”John Wiley