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劣化にともなう正極表面の価数やCEI組成変化を観測できます
正極劣化解析の着眼点と分析手法
充放電にともなう活物質の膨張･収縮により、様々な要因で正極が失活します。その要因を解析するには、マルチスケールでの観察や構造･状態解析が必要になります。目的に合った分析手法を選択することで、劣化現象を理解することができます。
軟X線吸収分光 (XAS) による遷移金属の価数評価
バルク領域においては、サイクルおよび場所による変化は観測されませんでした。一方で、表面領域においては、500cyc品のoutsideで遷移金属 (特にMn) の低価数成分割合が増加する様子が観測されました。
X線光電子分光 (XPS) によるCEI組成分析
insideでは、金属-酸素結合ピークが徐々に減少していくのに対し、outsideでは500cyc品で急激に減少する様子が観測されました。加えて、LiFやLixPFyOz成分が増加も観測されました。LiPF6の分解に起因するCEIが形成されたことが示唆されます。
正極における劣化現象モデル
二次粒子におけるクラックの発生･電極厚の増加
↓
クラックへの電解液の浸透
↓
活物質表面における不活性層およびCEIの生成
↓
抵抗増大･容量低下
T. Baba et. al., Electrochemistry 88 (2020) 63-68.
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クラックへの電解液の浸透
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活物質表面における不活性層およびCEIの生成
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抵抗増大･容量低下
T. Baba et. al., Electrochemistry 88 (2020) 63-68.
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