| 研究概要 |
電極反応の可逆性に及ぼす電解液物性の影響
プロピレンカーボネート(PC)と1,2-ジメトキシエタン(DME)あるいは3-メチル-1,3-オキサゾリジン-2-オン(MO)とDMEの混合溶媒にLiPF_6を溶解させた電解液中で、リチウムイオンへ選択的に溶媒和している溶媒を決定するために、NMRによってプロトンの化学シフトを測定した。その結果、PC-DME系ではDMEが、MO-DME系ではMDがLi^+に優先的に溶媒和していることが分った。さらに、これらの溶媒を含む各種溶媒系中でのリチウム負極の充放電特性を調べたところ、Li^+と優先的に溶媒和している溶媒分子の化学的、電気化学的安定性がリチウム負極の充放電の電流効率や分極特性と密接な関係があることが明らかとなった。さらに、黒鉛構造よりも層間距離がやや広く結晶子径が比較的小さい炭素材料について、そのリチウム電池負極としての充放電機構を明らかにし、負極特性に対する電解液の影響についても検討した。
電極/電解液界面構造と電荷移動速度の関係
PCあるいはPCと2-メチルテトラヒドロフラン(2MeTHF)の混合溶媒系の電解液に2-メチルフランあるいは2-メチルチオフェンを少量添加するとリチウム負極上にLi^+導電性の皮膜が生成することが複素インピーダンス測定により明らかとなった。そして、この皮膜生成によってリチウム負極の充放電特性が向上した。また、このような電解液にベンゼンを5%程度添加すると、ベンゼンはリチウム負極上に吸着し、リチウム負極を保護し、その充放電特性を向上させることが分った。
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