Li および Na 系デュアルカーボンセル

比較としてFig. 6.21に設定電位を0.003 ~ 4.8 V vs. Li/Li⁺(グラファイトへのLiのインター カレーション/デインターカレーションの電位に設定)にした1 M-LiPF₆/EC+DEC電解液中で の正極と負極にグラファイトを使用したデュアルカーボンセルの定電流充放電曲線を示す。

初回のインターカレーション反応時の曲線は、比較的小さなプラトーを持っている 2 つの 部分で構成されている。インターカレーション反応時の4.1、そして4.8 Vに近い電位にプ ラトーが観察された。また、デインターカレーション反応時の4.3 Vに近い電位にプラトー が観察され、これがインターカレーション反応時の約4.8 Vのプラトーがデインターカレー ション反応時の約4.3 Vのプラトーに対応していると考えられる。これらのプラトーが、グ ラファイトにそれぞれアニオンとカチオンがインターカレートされたことを示している。

インターカレーション反応時の約4.1 Vに観察されるプラトーは、電極上へのSEIの形成に よるものと考えられる。

Capacity / mAh g^-1

Voltage / V

0.00 100 200 300 400 500

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Fig. 6.21 First charge/discharge curves of dual carbon cell using a combination of graphite anode and cathode by the galvanostatic method.

Current density : 100 μA cm^-2 in 1 M-LiPF₆/EC+DEC.

Fig. 6.22に、上記と同様の設定電位および電解液を使用して、さらに電解液中に含まれる ものとは別に過剰に NaPF₆ 粉末をセル内に加え、正極と負極にグラファイトを使用したデ ュアルカーボンセルの初回の定電流充放電曲線を示す。初回のインターカレーション反応 時の曲線は、4.2、4.8 Vに近い電位に2つのプラトーが観察された。また、デインターカレ ーション反応時の4.2、2.5 Vに近い電位にプラトーが観察され、これがインターカレーショ ン反応時の約4.8 Vのプラトーがデインターカレーション反応時の約4.2 Vのプラトーに対 応していると考えられる。これらのプラトーが、グラファイトにそれぞれアニオンとカチ オンがインターカレートされたことを示している。インターカレーション反応時の約4.2 V に観察されるプラトーは、電極上の SEI の形成によるものと考えられる。しかし、電解液 の濃度が非常に高く、インターカレーション/デインターカレーションが安定して行なわれ ないためか不明瞭なプラトーがいくつかあるが詳細は不明である。

Capacity / mAh g^-1

Voltage / V

0.00 100 200 300 400 500

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Fig. 6.22 First charge/discharge curves of dual carbon cell using a combination of graphite anode and cathode by the galvanostatic method.

Current density : 100 μA cm^-2 in electrolyte solution saturated LiPF₆/EC+DEC together with an additive of LiPF6 powder.

Fig. 6.23に、設定電位を0.003 ~ 4.5 V vs. Na/Na⁺(グラファイトへのNaのインターカレー ション/デインターカレーションの電位に設定)にした 1 M-NaPF₆/EC+DEC 電解液中での正 極と負極にグラファイトを使用したデュアルカーボンセルの定電流充放電曲線を示す。初 回のインターカレーション反応時の曲線は、プラトーが確認されるがグラファイトにNaが ほとんどインターカレートされないため容量が非常に低いことがこの充放電曲線からもわ かる。

Fig. 6.23 First charge/discharge curves of dual carbon cell using a combination of graphite anode and cathode by the galvanostatic method.

Current density : 100 μA cm^-2 in 1 M-NaPF₆/EC+DEC.

Capacity / mAh g^-1

Voltage / V

0.00 100 200 300 400 500

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0