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リチウムイオン二次電池
ナノスケール電気化学インピーダンス分光法

電極界面の伝導・電極の不均一伝導をナノスケールで評価します。

LIB電極における界面伝導や不均一伝導性の評価における課題

一般的な電気化学インピーダンス分光法は、マクロな等価回路モデルによって解析されるため、電極のナノ構造に由来する界面における電気化学特性や不均一性の評価を行うことができません。走査プローブ顕微鏡と電気化学インピーダンス計測を融合した新技術により、ナノスケールでの伝導性の解析を可能にしました。

ナノスケール電気化学インピーダンス分光法

走査プローブ顕微鏡のカンチレバーに交流電圧を印加することにより、ナノスケールのインピーダンス計測を行います。さらに、等価回路モデルを用いて解析することにより、電流計測AFM(c-AFM)による導電性マッピングでは不可能であった抵抗成分の分離が可能になります。劣化電極のように局所的に大きくインピーダンスが異なる系解析に威力を発揮します。大気非暴露測定も可能です。

18650型LIBの正極における不均一伝導性の解析

充放電サイクルにより劣化したリチウムイオン二次電池の正極は、SEIの異常成長、正極材料表面の変質、正極の割れ、導電助剤の劣化など様々な要因により抵抗が増加しています。ナノスケール電気化学インピーダンス法では、これらの要因をナノスケールで解析することが可能です。走査プローブ顕微鏡本来の機能である電極の形状像、 c-AFM電流像と局所インピーダンスを同一視野で比較することができます。

・粒子Aと粒子Bでは、大きく抵抗値が異なり、また、粒子Bでは、場所によっても大きく抵抗値が異なります。
・C-AFMでは同一でも、インピーダンスが大きく異なる場合があります。

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