報告書番号

Q11017

タイトル（和文）

全固体型リチウムイオン電池の開発（Ⅷ）－フェノール系酸化防止剤による正極特性の改善－

タイトル（英文）

R&D of all-solid-state lithium-ion batteries (VIII) - Improvement of cathode performance using phenolic antioxidant -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

市販のリチウムイオン二次電池（LIB）に比べて安全性の高い高分子固体電解質（SPE）を用いた全固体型リチウムイオン電池の研究・開発を進めている。しかしながら、汎用の4 V級正極材料を用いた場合にSPE/正極界面におけるSPEの劣化による充放電サイクルに伴う容量低下が懸念されている。本報告では、4 V級正極材料であるLiNi1/3Mn1/3Co1/3O2を用いた全固体型リチウムイオン電池の充放電サイクル特性を向上させるため、SPE/正極界面でのSPEの劣化抑制として酸化防止剤の添加を試みた。その結果、フェノール系酸化防止剤を正極オーバーコートのSPEに添加することによりSPE/正極に新たな界面層の形成が示唆され、電池のサイクル特性が向上した。また、この電極を100℃で熱処理を施すことによりサイクル寿命が更に伸び、耐電圧性の向上も認められた。酸化防止剤の添加と熱処理がLiN(SO2CF3)2を正極側SPEに用いた場合にでも効果があることも見出した。

概要 （英文）

For improvement of the safety of large lithium secondary batteries, we have been developing the all-solid-state lithium polymer secondary batteries with using solid polymer electrolyte (SPE). However, the combinations of graphite anodes and 4 V-class cathodes, so called lithium-ion system, have not provided high cycling performances of the batteries yet. In this research, some phenolic antioxidants were introduced into the SPE in order to inhibit the radical degradation reaction of polymer. As a result, the electrolyte/electrode interface produced by a phenolic antioxidant provided good cycling performances of the batteries using the SPE and LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 cathode. The annealing of the cathode coated by the SPE with the phenolic antioxidant gave longer cycle life; moreover enabled to operate to 4.3V. The addition of the phenolic antioxidant and the annealing of the cathode were also effective to the cathode coated by the SPE with LiN(SO2CF3)2.

報告者

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