Correlation between the sulfur cathode - ionic liquid interfacial structure and Li-S battery performance: Investigation using interfacial vibration spectroscopy

• Project/Area Number: 25K01738
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 叶 深 東北大学, 理学研究科, 教授 (40250419)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2027: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2026: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2025: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
• Keywords: リチウム硫黄(Li-S)電池 / 正極活物質溶出抑制 / リチウムポリスルフィド / イオン液体 / 界面振動分光

Outline of Research at the Start

リチウム硫黄(Li-S)電池はの硫黄正極からの放電生成物・中間体の多くは溶解度が高いため，充放電の繰り返しとともに硫黄活物質が徐々に電解液へ溶けて正極から失われてしまい，電池の性能低下に繋がる深刻な問題となる．本研究では，イオン液体を電解液として用い，これらの放電生成物・中間体の電解液への溶出を抑制し，硫黄正極の安定化による電池の性能向上を目指す．界面振動分光技術を用い，正極表面での放電中間体・生成物やイオン液体の吸着構造・局部濃度などを調べ，イオン液体の組成による活物質の溶出抑制機構を解明し，電池性能との相関性を明らかにする．