報告書番号

T99001

タイトル（和文）

リチウム電池材料評価のための熱量測定の適用(III) -LiMn2O4系電池への適用と反応熱分離-

タイトル（英文）

Application of Calorimetry Measurement in the Analysis of Lithium Batteries (III) -Application to LiMn2O4/Li Cell and The Separation of Thermal Behavior-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

リチウムマンガン酸化物(LiMn2O4)正極、カーボン(C)負極からなるリチウムイオン電池の熱挙動から、正極、負極由来の熱分離解析を行うため、対極を金属リチウム(Li)としたLiMn2O4/Li、およびC/Li組み合わせのコイン電池を試作し、充放電を行いながら熱量の同時測定を行った。その結果、このリチウムイオン電池の熱挙動はカーボンへのリチウム出入りに伴う熱が支配的であること、LiMn2O4の熱挙動が結晶内リチウムイオンサイトへのリチウムの出入りに伴う混合エントロピー変化と相関のあることを見いだした。また、これらの結果をもとに、サイクル容量低下セルの劣化要因を熱量測定を用いて解析したところ、正極の有効活物質量の低下が主因であると推測できた。

概要 （英文）

Calorimetric and electrochemical simultaneous measurements were conducted for lithium manganese oxide (LiMn2O4) / lithium metal and carbon / lithium metal coin-type cells. We were able to distinguish the thermal behavior of chemical reactions at both electrodes of a lithium ion (LiMn2O4 / carbon) cell by the thermal analysis of these coin-type cells. The lithium intercalation reaction with carbon changed from endothermic to exothermic, and this reaction was found to dominate the thermal behavior of the lithium ion cell. On the other hand, the thermal behavior of LiMn2O4 was estimated from the differential value of the entropy of mixing (ΔSmix) at two available lithium ion sites. Assuming that there is a transitional region at around half of the state of charge, in this transitional region, lithium ions intercalate or deintercalate at both sites. The distribution of site preference changes continuously. The simulated thermal behavior agreed with the observed behavior.

報告者

キーワード