報告書番号

Q13006

タイトル（和文）

擬似参照極手法による市販リチウムイオン電池の劣化要因分析

タイトル（英文）

Degradation Analysis of Commercial Lithium-ion Batteries by Application of Pseudo Reference Electrode

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

リチウムイオン電池の容量低下機構の解析手法として、容量低下した電池を一定の条件の下で解体して再組立てすることにより、電池容量低下の主要因が、正極・負極運用域の「ずれ」によって説明できることを報告している。しかしながら、容量低下した市販電池において、正極・負極の電圧がどのような挙動を示すのかを把握し、電池電圧の挙動との関係を把握することは難しかった。そこで、これまでの解体・再組立てによる解析手法に加え、新たに固体電解質において実績があった疑似参照極(Nico-Ichi電池)を用いた劣化解析手法を液体電解質に適用し、容量低下時の正・負極の電位挙動把握と容量低下要因の分析試みた。その結果、解体して再組立てしたNico-Ichi電池の容量が、解体していないリチウムイオン電池容量を概ね反映することが確認され、液体電解質においてNico-Ichi電池手法が適用できることが分かった。これにより、Nico-Ichi電池手法を適用することにより、各種リチウムイオン電池の容量低下要因解析が可能であることが検証できた。

概要 （英文）

The degradation factor of the commercial lithium-ion cells was investigated by the post analysis. The reversible capacities of cathode and anode were compared before / after cycle operation. We also determined the practical operation capacity in the lithium-ion cells by introducing a pseudo reference electrode. The proposed Nico-Ichi cell consisted of cathode, anode and pseudo Li reference electrode in between electrodes. The obtained capacities of Nico-Ichi cell exhibited similar capacity trends to those of undissolved lithium-ion cells. We could also monitor cathode and anode potentials during charge and discharge by using the Nico-Ichi cell, and found that the dominant factor of the capacity fading of the cell was due to the misalignment of the operation capacity in the lithium-ion cell. The misalignment was considered to be caused by the irreversible loss of Li at the anode side by the SEI formation. We found that the consumed Li was quantified by the shift of the cathode capacity and also crosschecked by the chemical analysis on the anode surface.

報告者

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