XPSを用いたリチウムイオン二次電池のSi系負極界面の状態分析

非破壊深さ方向状態分析がラボレベルで可能です

次世代負極材料の課題

Si系負極は、その高い容量のため次世代の負極材として注目されています。しかし、Li+の挿入・脱離に伴う体積の膨張・収縮により、サイクル特性に課題があり、電極構造や電解液添加剤の工夫により電極剥離や活物質の割れ対策を行っています。その際、電極界面がどのような状態にあるかは重要な情報となります。
日産アークのXPSでは、電極界面の非破壊深さ方向分析を行うことができ、電池特性向上のために重要な界面情報を得ることが可能です。

各SOCにおけるSi系薄膜負極のAg Lα線励起XPSによる定性分析

Ag Lα線励起により、Si 1sやP 1sなどの内殻軌道が観測できます。
Al Kα線との併用により非破壊深さ方向分析が可能です。

各SOCにおけるSiの非破壊深さ方向状態分析

励起エネルギーや測定する軌道を変えることで、異なる深さの情報を得ることができます。
充電初期の表面にはSiO2が存在し、充電が進むにつれてLixSiOy成分の割合が表層付近で多くなっている様子が観測されました。

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