電極界面の新規in situ分光計測法によるLiイオン電池の負極SEIの挙動解明
【研究分野】物理化学
【研究キーワード】
電気化学 / 電気二重層 / 電極界面 / 和周波発生振動分光 / SFG / Liイオン電池 / イオン液体 / ヒステリシス / in situ計測 / 電池 / 和周波振動分光 / 表面・界面物性 / 電気化学分析 / 電気化学反応 / 蓄電デバイス
【研究成果の概要】
生活に欠かせない蓄電デバイスを扱う電気化学の分野で、電解液/電極界面は電気化学反応場となる根源的なナノ領域であり、その複雑な微視的挙動の理解は当該分野の基礎・応用に跨る基本的な要請の一つである。本研究では表面・界面敏感な振動分光である赤外-可視和周波発生振動分光（SFG）を用いて電解液/電極界面構造の直接計測手法を確立し、これをLiイオン電池系を含む様々な展開することで(1)Li塩添加によるイオン液体電解液系における電気化学安定性向上や(2)イオン吸着・脱離挙動のヒステリシス挙動のメカニズム解明にかかわる重要な知見が得られた。
【研究の社会的意義】
電池などの様々な電気化学デバイスの機能性を決定づける「電解液/電極界面構造の直接計測手法の確立」はデバイスの機能性発現メカニズムの理解の一助となり、性能改善に向けた新たなデバイス設計指針の立案に繋がることが期待される。また、これまでの電気化学デバイス評価では全く考慮されていなかった「電解液/電極界面におけるイオン吸着・脱離の電位応答ヒステリシスの理解」は、デバイス評価の精度改善に寄与するだけでなく、電気化学の教科書における当該項目の記述内容の更新に繋がる可能性もあり、電気化学の分野における基礎・応用双方に跨り波及効果の高い成果であると考えられる。
【研究代表者】
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)