報告書番号

Q10029

タイトル（和文）

全固体型リチウムイオン電池の開発(V)－長期充放電サイクル可能な電極材料設計－

タイトル（英文）

Development for All solid-state lithium batteries (V)- Electrode design for improvement in charge-discharge cycling performance -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高分子固体電解質を用いた全固体型リチウム電池は、次世代電池として期待されている。この電池の課題として、4 V級正極材料を用いるとSPE/正極界面で劣化反応が進行し、100サイクル程度までしか充放電できないことが挙げられる。本報告では、正極活物質粒子表面をカルボキシメチルセルロースCMCで被覆し、充放電サイクル特性の改善を目的とした。正極活物質粒子表面をCMCで被覆すると、熱量測定から初期充電過程で副反応が生じ、インピーダンス測定から正極界面での界面抵抗がサイクルを繰り返すごとに低下するとともに、クーロン効率が99.9%に達した。これらの結果からCMCが電気化学反応を起こしCMCの反応層が正極界面に形成され、界面でのリチウムイオンの導電性を向上させることを明らかにした。SPEと4 V級正極を用いた電池のサイクル特性は100サイクル程度であったのに対し、このCMCの反応層を正極界面に導入してそのサイクル特性を1000サイクルにまで改善させることに成功した。

概要 （英文）

All solid state lithium battery with solid polymer electrolyte (SPE) has the high potentials to improve the safety under abuse conditions such as overcharge and short. And it's expected to enhance the energy density because of its flame retardance. It's difficult to enhance the energy density compared to the commertial lithium-ion battery because a 4 V-class positive electrode can't be used for the battery with the SPE. The SPE is easy to be degraded at the electrolyte/electrode interface with the above electrode. In this report, carboxymethyl cellulose (CMC) was introduced into the electrolyte/electrode interface as a buffer layer in order to avoid the degradation of the SPE. As a result, the injection of CMC into the interface lead to the improvement in cycling performance of the discharge capacity with the SPE and 4 V-class positive electrode.

報告者

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