成果報告書詳細
管理番号20110000000691
タイトル*平成22年度中間年報 次世代自動車用高性能蓄電システム技術開発 次世代技術開発 イオン液体電解液を用いたリチウム二次電池の研究開発(2)
公開日2012/4/6
報告書年度2010 - 2010
委託先名学校法人東京理科大学
プロジェクト番号P07001
部署名スマートコミュニティ部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1. 研究開発の内容及び成果等 近年リチウムイオン二次電池関連の発火事故が発生し,電池の安全性や信頼性に大きな関心が寄せられている.リチウムイオン二次電池の電解液には,中性分子からなる可燃性のカーボネート系有機溶媒が使われており,電池内部で短絡した際に発生する熱によって,電池全体の熱暴走が懸念される.そのため,難燃性電解液であるイオン液体はその安全性の向上が期待できることから魅力的である.我々はこれまで,黒鉛表面を化学修飾する一連の研究に取り組んできた.イオン液体系およびPC系の共通の問題として,リチウムイオンが挿入される前に,共存する中性の溶媒分子や有機陽イオン分子がSEI被膜の形成を阻害する.我々の平成20-21年度までの検討で,機能性バインダーを利用することで,被膜形成に関わるイオン液体電解液においてリチウムインターカレーションによる充放電が可能となることが明らかになっており、また、さらにこれらはケイ素系高容量負極にも適用可能であることを報告してきた.3年目となる本年は,さらにイオン液体中における機能性バインダーを用いた高容量ケイ素・黒鉛複合負極,さらにLi過剰層状マンガン系酸化物の高容量正極特性の反応機構の解明を目指して研究開発に取り組んだので,それぞれの成果を以下に述べる.
英文要約Title : Development of High-performance Battery System for Next-generation Vehicles, Next-generation technology development, Development of rechargeable lithium batteries with ionic liquid electrolytes (FY2008-FY2011) FY2010 Annual Report
The high capacity materials for positive and negative electrodes performing in pure ionic liquid, (BMP,Li)-TFSA, which is one of hardly flammable and thus safe solvents as electrolyte for rechargeable lithium-ion batteries. We found that lithium-excess-manganese-based positive electrode (Li2MnO3-LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2) shows the anomalous high reversible capacity (> 270 mAh/g) in the pure ionic liquid of 0.5 M (Li, BMP)-TFSA, which is similar discharge capacity to conventional organic carbonate electrolytes. As negative electrodes, reversibility of the silicon / graphite composite electrodes was significantly improved by applying the sodium polyacrylate binder. The mechanism of improvement of the silicon-based electrode has been examined by hard X-ray photoelectron spectroscopy (HAX-PES) in SPring-8. We have proposed that the polyacrylate used as the binder is much effective to cover the electrode active materials with better uniformity between Si and graphite particles, by which the deterioration of the performance related to the decomposition of electrolyte is highly reduced. We will possibly achieve the energy density higher than 600 Wh/(kg of active material) with nonflammable and safe ionic liquid electrolyte. These results will be one of milestones to realize both high capacity and safe energy storage as the next generation Li-ion batteries in the future.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る