2023 Fiscal Year Annual Research Report
イオン液体を電解質として用いる高温作動型リチウム二次電池
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19H02811
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
萩原 理加 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (30237911)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 一彦 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (30574016)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | リチウム二次電池 / イオン液体 / 金属負極 / デンドライト / 高電位正極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イオン液体は難燃性と難揮発性を持つことから発火の危険性がなく、高いイオン伝導性を示すことから電気化学デバイスの電解質として期待されている。また、イオン液体を電解質として用いることでデンドライト生成を抑制できることが知られている 。今年度は、負極エネルギー密度が最大となるリチウム金属負極のについて、イオン液体を構成するアニオン種が金属析出・溶解挙動に与える影響を検討した。[C3C1pyrr][FSA]に対してLi[FSA]及びLi[OTf]を加えてLi[FSA]-[C3C1pyrr][FSA] (20:80 mol%)、Li[FSA]-Li[OTf]-[C3C1pyrr][FSA] (18:2:80mol%)のイオン液体を調製し、電気化学的特性を調べた。また、正極にLiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811)、対極に金属リチウムを用いたセルでサイクル試験を行った。その結果Li[OTf]塩の添加により、デンドライトの生成がさらに抑制され、析出溶解効率やサイクル特性の向上が確認された。
リチウムイオン電池用高電位正極であるLiNiO2電極は、LiPF6-EC/DMC有機電解液を使用した際に集電体のアルミニウムの腐食が起き、充放電性能の低下に至るが、イオン液体にC3C1FSAを用いLiFSA塩の比率を大きくした Li0.4[C3C1pyrr]0.6[FSA]電解液ではアルミニウムの腐食が抑制され、充放電サイクルにおける容量保持率も著しく向上することが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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