エネルギー変換デバイスにおける電極/電解液界面の精密設計

能量转换装置中电极/电解质界面的精确设计

• 批准号: 08650980
• 负责人: 森田 昌行
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650980/
• 关键词: リチウム二次電池; 電気二重層キャパシタ; 金属リチウム負極; 黒鉛負極; 添加剤; 界面構造; 活性炭電極; ゲル電解質

リチウム(イオン)二次電池および電気二重層キャパシタ等の高性能化技術に関連して,種々の電子伝導体(電極)/イオン伝導体(電解質)系を対象として,界面の構造と電極挙動の関係を明らかにし,精密設計の指針を確立することを目的とした。1.金属リチウム/有機電解液界面の構造制御と電池特性有機電解液中でのリチウムの析出/溶解過程におけるデンドライト状活性リチウムの発生とそれに伴う充放電クローン効率の低下を,1)電解液中への微量金属イオンの添加,2)電極中への第2成分の添加により抑制することが可能であることを見出した。界面構造の詳細をインピーダンス法および走査振動電極法によって解析する手法を確立した。2.炭素材料/有機電解液界面の構造制御とリチウムイオン電池特性数種の黒鉛質炭素材料の電気化学リチウムインターカレーション/デインターカレーション挙動に及ぼす電解液組成の影響を系統的に調査し,炭素材料の表面副反応と充放電容量の関係を明らかにした。電気化学水晶振動子マイクロバランス法が炭素材料/有機電解液界面の構造解析に有効であることを見出した。3.活性炭繊維/非水電解質界面構造制御とキャパシタ特性有機電解液またはゲル電解質と活性炭からなるモデルキャパシタを用いて分極性電極と非水電解質から構成される電極系の特徴を明らかにし,高容量かつ長サイクル寿命を達成するための条件を明らかにした。さらに,活性炭のプラズマ処理がキャパシタの高容量化に有効であることを見出し,信頼性の向上を目指した新規ゲル系電解質を開発した。

结合锂（离子）二次电池和双电层电容器的高性能技术，我们研究了各种电子导体（电极）/离子导体（电解质）体系的界面结构和电极行为，目的是阐明其关系。并建立精密设计指南。 1.金属锂/有机电解质界面和电池特性的结构控制我们研究了锂在有机电解质中的沉淀/溶解过程中枝晶状活性锂的生成以及相关的充放电克隆效率的降低。可以通过向电极添加微量金属离子来抑制这种情况，并且2)向电极添加第二成分。我们建立了一种使用阻抗法和扫描振动电极法来分析界面结构细节的方法。 2.碳材料/有机电解质界面的结构控制和锂离子电池性能我们系统地研究了电解质组成对几种石墨碳材料电化学嵌/脱嵌行为的影响，表面副反应与充放电容量的关系。明确了碳材料。我们发现电化学石英晶体微天平方法对于碳材料/有机电解质界面的结构分析是有效的。 3.活性炭纤维/非水电解质界面结构控制和电容器特性使用由有机电解质或凝胶电解质和活性炭组成的模型电容器，我们阐明了由可极化电极和非水电解质组成的电极系统的特性电解质，并实现高容量，并阐明了实现长循环寿命的条件。此外，我们发现活性炭的等离子体处理可有效增加电容器的电容，并开发了一种新型凝胶电解质，旨在提高可靠性。

项目成果

M.Ishikawa et al.: "Improvement of Chearge-Discharge Cycling Efficiency of Li by Low-Temperature Pre-Cycling of Li" J.Electrochem.Soc.144(in press). (1997)

M.Ishikawa 等人：“通过锂的低温预循环提高锂的充放电循环效率”J.Electrochem.Soc.144（印刷中）。

M.Morita et al.: "Lithium Ion Batteries.Fundamentals and Performanece" Kodansha, (1997)

M.Morita 等人：“锂离子电池的基础知识和性能”讲谈社，(1997)

M.Ishikawa et al.: "Improvement of Charge-Discharge Behavior of Anodes in Lithium Batteries" Proceedings of China International Battery Fair'95. 149-151 (1996)

M.Ishikawa等：“锂电池阳极充放电行为的改善”中国国际电池博览会95论文集。

Y.Matsuda et al.: "Effect of Cold Plasma Treatment of ACFC Electrodes for Electric Double Layer Capacitors" Proceedings of Symposium on Electrochemical Capacitors. 220-228 (1996)

Y.Matsuda 等人：“双电层电容器 ACFC 电极冷等离子体处理的效果”电化学电容器研讨会论文集。

M.Ishikawa et al.: "Behavior of Interface between Lithium Electrodes and Organic Electrolyte Solutions" Electrochem.Acta. 41. 1253-1258 (1996)

M.Ishikawa 等人：“锂电极和有机电解质溶液之间的界面行为”Electrochem.Acta。