AFM観察によるSi粒子の膨収縮解析

電気化学的変化に伴う直接観察技術の開発

二次電池の性能劣化に直結する素材の膨張収縮挙動を直接観察 電気化学的環境下でのSi負極材料のin situ AFM測定!!

目的・背景

  • ●リチウムイオン二次電池の高容量化のため、負極としてシリコン系材料が注目されている。しかし、シリコン系材料は充放電に伴う体積変化が大きく、実用化に向けてはこのメカニズムの解明やコントロールが求められている。
  • ●シリコン材料の充放電にともなう体積変化のメカニズム解明は非常に重要であり、KRIでは電気化学AFM in situ 観察によるメカニズム解明に取り組んでいる。

本技術の特徴

1.評価の基本構成

  • ・LIBのモデルセルをAFMセル内に作製
  • ・活物質や電解液は任意に選択可能
  • ・LIB以外の電気化学セルも作製可能

2. AFM測定セル中での電気化学評価

  • ・活物質の電気化学特性を把握

3.充電前後のin situ AFM測定

  • ・電解液中での電極材料の直接観察
  • ・複数の物性パラメータの重みづけ
  • ・異なる充電状態における、活物質の形状や表面状態の観察
  • ☆他の測定データと併せて総合的に電極材料のポテンシャル評価

KRIからのご提案

  • ●負極用Si粒子の特性評価
    粒子サイズ、形状、表面状態の違いによる影響
  • ●電解液の特性評価
    電解液組成、添加剤等との組み合わせによる影響
  • ●LIB以外の電気化学活性材料の評価
    電気化学的刺激によるナノスケールの構造変化の評価

この内容に関するお問い合わせ

構造制御材料研究部