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電気化学的特性評価と解体分析によるリチウムイオン電池の黒鉛/SiO複合負極のサイクル劣化原因の解明

記事No. 202101-02
タイトル

電気化学的特性評価と解体分析によるリチウムイオン電池の黒鉛/SiO複合負極のサイクル劣化原因の解明
著者 形態科学研究部　加藤　健太郎
要旨 リチウムイオン電池（LIB）のフルセルを用いた非破壊の電気化学的特性評価から劣化要因を推測、さらに電池を解体して化学分析を実施し、電極劣化状態を定性、かつ定量的な解析に取り組み、当社主催の「第5回蓄電池ユーザーズミーティング」（2019年6月）にて、黒鉛/SiO複合負極の劣化解析手法を提案した。
本稿では、高容量次世代材料として期待される黒鉛/SiO複合負極を使用してセルを試作し、サイクル劣化試験後に認められた電池特性変化の評価事例を紹介する。
目次
（全4ページ）
  1. はじめに
  2. 試作セルの電気化学的特性評価
  3. 正負極容量バランスずれの要因解析
  4. 負極活物質（領域②）の劣化解析
  5. おわりに
図表
  1. 試作ラミネートセル構成
  2. 電気化学的試験条件
  3. 試作セルのサイクル試験結果
  4. 試作セルの10サイクル後充放電曲線
  5. 試作セルの300サイクル後充放電曲線
  6. 試作セルのdV/dQ曲線
  7. 正極ハーフセルの 充放電曲線
  8. 負極ハーフセルの 充放電曲
  9. 負極ハーフセルのdV/dQ曲線
  10. 放電電極の合剤中Li量（原子吸光）
  11. 放電負極の固体7Li NMRスペクトル
  12. 放電負極 のSEIの組成分析結果
  13. 放電負極のLi量と化学状態
  14. 各サイクルにおける放電負極の断面SEM像による形状の比較
  15. 各サイクルにおける放電負極中SiO粒子のSEM-EDXマップによる元素分布の比較
  16. 放電負極の活物質粒子のイオン分布像
  17. 放電負極の断面HAADF-STEM像
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