報告書番号

T93088

タイトル（和文）

リチウム二次電池の長寿命化方策－二硫化モリブデン電池における電解液の分解と気体発生挙動解析－

タイトル（英文）

EXTENDING CYCLE LIFE OF LITHIUM SECONDARY BATTERY -ELECTROLYTE DECOMPOSITION OF LITHIUM MOLYBDENUM DISULFIDE CELL AT CHARGE AND DISCHARGE CYCLING-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

リチウム二次電池の長寿命化を図るためには，充放電に伴う活物質と電解液間の反応で生ずる生成物，活物質表面の組成・構造変化，電解液の組成変化など劣化機構を解明する必要がある。このため，有機溶媒系二次電池共通の課題である電解液の充放電に伴う分解挙動について，二硫化モリブデン電池（Ｌｉ／ＭｏＳ２）を用いて検討し，以下の結果を得た。電解液の分解は放電時，１．３Ｖ以下の電圧に滞留することにより，正極／電解液界面での還元反応で起きる。この分解反応は，充電上限電圧に依存する場合としない場合に区分できる。電圧依存で分解する場合は，正極活物質の構造変化と密接な関係にあり，この場合の電解液分解は大きく，短寿命となる。構造変化を伴わない場合の電解液分解は，単に反応時間に依存し，時間当たりのガス発生量は約０．１ｃｃと見積もられ，デンドライト生成を抑制し，かつ構造変化を伴わない場合は２５００以上のサイクル寿命が

概要 （英文）

THIS STUDY CLARIFIES THE DEGRADATION MECHANISM OF A LITHIUM SECONDARY BATTERY BY ELECTROLYTE DECOMPOSITION PHASE TRANSFORMATION OF THE CATHODE AT CHARGING AND DISCHARGING IN ORDER TO EXTEND CYCLE LIFE. WE DISCUSS THE ELECTROLYTE DECOMPOSTION OF A LI/MOS2 SECONDARY BATTERY,WHICH IS A PROBLEM IN ENHANCING THE ORGANIC-ELECTROLYTESECONDARY BATTERY. FOR A RECHARGEABLE LI/MOS2 CELL,THE STABILITY OF THE CATHODE ACTIVE MATERIAL DECREASES AS ITS POTENTIAL RISES ABOVE 2.0 V.THIS FORMS A LOW-CAPACITY PHASE AS THE CATHODE IS CHARGED SLOWLY ABOVE2.0 V. SOME OF THE HIGH-CAPACITY PHASE CAN BE RE-FORMED AT LOW CATHODEPOTENTIALS DURING DISCHARGING AT LOW DISCHARGE RATES. IN THIS CASE,ELECTROLYTE DECOMPOSITION OCCURS AT THE CATHODE/ELECTROLYTE INTERFACE,AND PHASE TRANSFORMATION OF THE CATHODE ACELERATED THE ELECTROLYTE DECOMPOSITION REACTION AT LOW DISCHARGE CURRENTS UP TO A GREATER DISCHARGE DEPTH. THE TOTAL ELECTROLYTE DECOMPOSTION PER DISCHARGE INCREASED WITH LOWER DISCHARGE CURRENTS BECAUSE OF PROLONGED DISCHARGE TIME. A SIGNIFICANTPORTION OF THE ELECTROLYTE DECOMPOSITION OCCURS DURING DISCHARGING. WITHOUT PHASE TRANSFORMATION OF THE CATHODE,THE AMOUNT OF ELECTROLYTE DECOMPOSTION IS CONSTANT FOR A PERIOD OF TIME AT LOW CATHODE POTENTIALS DURING DISCHARGING AND IS INDEPENDENT OF THE DISCHARGE DEPTH AND CURRENT.

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