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事例紹介太陽電池・リチウムイオン電池関連 事例

事例24 | 放射光XAFSを用いた正極のサイクル劣化解析

放射光を用いて元素の価数や電子状態の解析が可能。

三元系正極(ハーフセル)のサイクル試験結果

 LNMC正極のサイクル試験結果 
LNMC正極のサイクル試験結果
試験条件
   充電:0.1C to 4.3V
   放電:0.1C to 2.5V
   温度:25℃
セル条件
   正極:LiMnNiCoO2
   負極:Li
   電解液:1M-LiPF6  EC/DEC=1/1v%
   セパレータ:PP
コインセル外観
コインセル外観
サイクル試験結果
 
充電容量
(mAh)
放電容量
(mAh)
容量保持率
(%)
初期
(1サイクル目)
2.91
2.61
サイクル後
 (1000サイクル目)
1.43
1.43
54.9

XAFSによる三元系正極(ハーフセル)のサイクル劣化解析結果

 Mn‐k XANESスペクトル 
Mn-k XANESスペクトル
   
 Ni‐k XANESスペクトル 
Ni-K XANESスペクトル高温保存試験後(Li状態解析)

SAGA-LS BL15にて測定
 Co‐k XANESスペクトル 
Co-k XANESスペクトル

・Mn、Coのピーク位置はサイクル後ほとんど変化しなかったが、Niは高エネルギー側にシフトしており、サイクルに伴う価数の増加が確認された。

XAFSでは価数評価や原子間距離等、元素の構造を評価する事が可能です。

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