出力特性における三相界面密度の効果

INRSから返送された試料をφ15.95mmにくり抜き，ロールプレスを行った．このときパ ルス数が1000の試料において表面剥離(図3.8.3)が発生したため，パルス数が50，100，200，

500の試料で電池評価を行った．電池は負極をLi金属(本城株式会社)，電解液を1mol/L LiPF6

in EC:DEC (3:7 v)(キシダ化学)とした．充放電試験はTOSCAT(TOYO)で行った．充放電試験

120

は測定電位範囲を3.3-4.5V，充放電共に10Cレート(1C＝160mA/g)固定，50サイクルという 条件で行った．

図3.8.5にPLD試料と比較として測定した未処理LC，ゾルゲル法で作製したBT担持正

極の充放電試験結果を示す．未処理LCのみ初期容量が約120mAh/gとなり，その他試料の 初期容量は約150mAh/gであった．しかしながら15サイクル目にはパルス数50と100の試 料の放電容量が未処理LCのそれと同値になった．一方パルス数が200と500の試料は，未 処理LCよりも特性改善したものの，BT担持正極の性能には遠く及ばなかった．この結果 はPLDにて担持した BTがアモルファス状態であったことが起因している．アモルファス 状態のBTでは高誘電率が見込めず，本研究で期待している分極によるアシスト効果が発揮 できない．そのためPLD試料の特性改善要因は，従来の人工SEIの効果である自然SEIの 生成阻止及び活物質からの Co 溶出抑制による効果であると判断した．パルス数 50-100 試 料ではアモルファスBTの被覆量が少なく従来の人工SEIによるRct低減効果を十分に発揮 できなかった．一方パルス数200-500試料では活物質表面に従来の人工SEI同様のRct低減 効果が現れるほど十分に担持していた．これがパルス数 100試料と 200 試料間の容量改善 要因である．以上より，活物質へのアモルファスBTを均一被覆する方法では劇的な容量改 善が現れなかった．これはBTの結晶化，つまりBTの誘電率が容量改善効果に重要である ことを示している．

121

【参考文献】

[1] ALD (Atomic Layer Deposition) 原子層堆積技術の解説サイト，http://aldjapan.com/，(2018) [2] Z. Quan, T. Osokoshi, N. Sonoyama, J. Alloy. Compd., 541, 137 (2012)

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122

図3.8.1 PLD法による製膜模式図

図3.8.2 PLD法におけるパルス数とBT粒子径の関係

123

図3.8.3 ロールプレス後電極面が一部剥離したパルス数1000試料

124

図3.8.4-1a バルス数50試料・試料表面俯瞰図

図3.8.4-1b バルス数50試料・試料表面俯瞰図

125

20µm

1µm

図3.8.4-2a バルス数100試料・試料表面俯瞰図

図3.8.4-2b パルス数100試料・LC粒子表面

126

20µm

図3.8.4-3a バルス数200試料・試料表面俯瞰図

1µm

図3.8.4-3b パルス数200試料・LC粒子表面

127

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

D is ch ar ge ca p ac it y (mA h /g )

cycle number (-)

LC+BT-650℃ NLp=500 NLp=200 NLp=100 NLp=50 LC bare

図3.8.5 PLD試料と未処理LC，ゾルゲル試料における電池評価結果

128