ラミネートセルのオペランド測定
ラミネートセルのオペランド測定
正極および負極材料の反応挙動は、放電・充電過程でのオペランド測定により解析することができます。繰り返し測定することで、充放電サイクル中の材料の劣化挙動を直接観察することができます。、正極材(NMC)の挙動に着目し、リチウム金属酸化物電池のインオペランドXRD測定を実施した結果を示します。NMCの劣化を調べるために、充放電サイクルを繰り返しながら測定を行いました。放電・充電サイクルの回数を増やすと、電池の容量が減少する一方で、c軸の格子定数が膨張することがわかりました。この格子膨張は、正極からのLiイオンが負極の炭素から離脱していないことに起因しています。キャプチャーされたLiイオンは充放電の際に使用されないので、実質的に電池の蓄電容量が減少します。キャプチャーされたリチウムイオンが増えると、やがて金属デンドライトが発生し、電池が短絡してしまう恐れがあります。
図. 充放電サイクル測定におけるウォーターフォールプロット
(横軸は2θ、縦軸は経過時間、色は強度を示しています)
図.充放電サイクルに伴うNMCの格子定数cの変化および容量変化
サンプル提供 : (株)東レリサーチセンター