16 10月 2019

【論文紹介】Origin of lithium whisker formation and growth under stress | Nature Nanotechnology


Nature Nanotechnology doi: 10.1038/s41565-019-0558-z
・PNNLの研究者らはリチウム金属のデンドライトやウィスカーの成長原理の解明を試みた。
・TEMとAFMを組み合わせ、AFMのカンチレバーをウィスカーの先端に押し当てて、様々な条件のもとウィスカー成長の力を測定した。
・その結果、デンドライトが急速に成長するのは、SEIが関与しており、SEIのエネルギーダイナミクスがゆっくりと成長する金属リチウムカラムに, より多くのリチウムイオンを供給するために、デンドライトが急速に成長する。
・そして、エチレンカーボネート量もデンドライトやウィスカーの成長と直接的な相関があることを確認。電解液中のエチレンカーボネート量が増大するとデンドライトの成長も増加する。
・著者らは、幾つかの電解液の成分を変更した結果、シクロヘキサノンの添加がデンドライト成長抑制に効果があることを見いだした。
<元記事>https://www.nature.com/articles/s41565-019-0558-z

13 7月 2018

【論文紹介】Stable cycling of high-voltage lithium metal batteries in ether electrolytes

出典:https://www.nature.com/

Nature Energy (2018) ; DOI: https://doi.org/10.1038/s41560-018-0199-8
・高電圧の金属リチウム電池の電解液についての報告。
・金属リチウムに安定なエーテル系電解液は酸化耐性は低く、NMC正極等を用いることは困難であった。
・今回、エーテル系電解液に、高濃度の二種類の塩(LiTFSI, LiDFOB)を混合した二元塩エーテル系電解液を用いることで、NMC/Li金属電池で、4.3Vの上限電圧で500サイクル後にも80%以上の容量を保持することを確認した。
<元記事>https://www.nature.com/articles/s41560-018-0199-8

27 4月 2016

【論文紹介】Enhanced charging capability of lithium metal batteries based on lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide-lithium bis(oxalato)borate dual-salt electrolytes

出展:http://www.sciencedirect.com/

Journal of Power Sources, Volume 318, 30 June 2016, Pages 170–177
・リチウム金属電池の急速充電性能向上のための電解質についての報告。
・lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI) とlithium bis(oxalato)borate (LiBOB) の混合塩を用いた。
・NCA/Liメタルのセルでは、LiPF6よりも大電流充電が可能であり、且つサイクル寿命が向上することを確認した。
・表面分析によると、混合塩を用いた場合に、リチウムメタル表面にLiTFSI由来の硫黄リッチな高伝導性のSEIが形成されていることがわかった。
<元記事>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775316303597

20 1月 2016

【論文紹介】In situ7Li and 133Cs nuclear magnetic resonance investigations on the role of Cs+ additive in lithium-metal deposition process

出展:http://www.sciencedirect.com/

Journal of Power Sources, Volume 304, 1 February 2016, Pages 51–59
・リチウム金属電池に有効な添加剤として報告されているCs+メカニズムの報告。
in situ7Li と 133Cs NMR.によって、充電中にCs+が静電シールドを形成する。
・そして、Cs+ありでは活性なリチウムが堆積し、Cs+なしでは不活性なDeadリチウムが堆積することが同定された。
・よって金属リチウムの析出溶解を可逆に行える。

<元記事>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775315304547

28 6月 2015

【論文紹介】Enhanced performance of Li|LiFePO4 cells using CsPF6 as an electrolyte additive

出展:http://www.sciencedirect.com/

Journal of power Sources, Volume 293, 20,October 2015, Pages 1062-1067
【概要】
・リチウム金属電池用電解液添加剤CsPF6の効果をLi/LFPセルで検証。
・ CsPF6 は金属リチウムを保護し、均一なナノロッドを形成し、デンドライト成長を抑制する。
・これは、デンドライトの核が形成された瞬間に、その部分に電界が集中してCs+が表面を多い、Liの成長を抑制するためである。
・これによりLi/LFPセルでは、0.5mA/cm2の電流密度で500サイクルにおいて短絡しないことを確認
・今後はより大きな電流密度でのショート抑制を試みる。