【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.16】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT0004
利用課題名 / Title
リチウムイオン電池電極材料の解析
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
リチウムイオン電池, 正極,質量分析/Mass spectrometry
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
村山 昌宏
所属名 / Affiliation
日亜化学工業株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
杉本 貴志
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
竹内 美由紀
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
リチウムイオン電池は携帯電話、ノートPC、電動車、蓄電池など様々な分野で広く活用されている。
特に、近年電動車への用途拡大が急速に進んでおり、電池の高性能化が求められている。特性向上にはリチウムイオン電池の中で何が起こっているかを微視的観点から観察する必要がある。
本研究では、高分解能二次イオン質量分析装置を用いて、充放電レート変更による耐久性評価後の劣化した正極活物質粒子内のLi分布がどのように変化するか評価を行った。
実験 / Experimental
測定サンプルの作製は以下の方法にて行った。
正極電極(活物質：ニッケルコバルトマンガン酸リチウム)と負極電極(活物質：人造黒鉛)、セパレータ(ポリオレフィン)を組み合わせ、Ar雰囲気下で電解液を注液後、低レートでエージングを行った後、充放電レート2C/2C及び4C/4Cで耐久性評価(400サイクル)を行い、400サイクル後の容量維持率が異なる二つの試験セルを得た。
試験セルをAr雰囲気下で解体し正極電極を取り出し、溶媒で洗浄した後、イオンミリング加工により断面だしを行い、NanoSIMS50Lの測定治具に収まるように、寸法を調整し、測定サンプルとした。
結果と考察 / Results and Discussion
Li元素のマッピング像より、充放電レート2C/2C[図1(a)]では粒子内部のLi濃度がほぼ均一であったが、充放電レートを上げた4C/4C[図1(b)]では粒子内部のLi濃度に差が有る事を確認できた。急速充放電の容量維持率悪化原因の一つとして、Liの脱挿入不可な粒子が増えたためと推測する。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1キャプション
図1
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
なし。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件