リチウムイオン電池次世代Si負極材料の微細構造解析

JFE技報 ONLINE ISSN 2185-4327 / PRINT ISSN 1348-0669

No.37 2016年2月 分析・解析特集号

リチウムイオン電池次世代Si負極材料の微細構造解析
Microscopic Structural Analysis of Advanced Anode Material for Lithium Ion Battery

大森 滋和 OHMORI Shigekazu JEEテクノリサーチ ソリューション本部(千葉) 電池・材料解析評価センター
島内  優 SIMAUCHI Yutaka JEEテクノリサーチ ソリューション本部(千葉) 電池・材料解析評価センター長
池本  祥 IKEMOTO Sachi JEEテクノリサーチ ソリューション本部(川崎) ナノ材料評価センター

要旨

電子顕微鏡を用いてSi負極材料の充放電反応における微細構造解析を行なった。初期の充電反応におけるSi負極の形態観察から,Liイオンの吸蔵は均一ではなくSi[101]方向へLi-Si合金化反応を伴いながら進行することが電子線後方散乱回折法を用いた結晶方位解析より判明した。さらに,Si負極表面に生成する固体-電解液界面相(SEI)の構造分析を行なうため,新しい分析法を開発した。透過電子顕微鏡(TEM)観察用に加工した薄膜化電極(Siナノエッジ)のex-situ分析によって,充電反応で生成するSEIの主成分はLi2Oであることを電子回折と電子エネルギー損失スペクトル分析から明らかにした。

Abstract

JFE Techno-Research has studied the microscopic structure of silicon anode at the charging state by electron microscopy measurements. Li absorption reaction into Si particle was carried out with inhomogeneous manner. Li insertion route into Si crystal was determined to[101]direction by electron backscatter diffraction measurement. In addition, JFE Techno-Research has developed a novel ex-situ observation technique for analyzing formation of the solid electrolyte inter-phase (SEI) on Si anode at the charging state. From electron diffraction and electron energy loss spectrum measurements of nano-scaled Si edge, which have been fabricated by Ar ion milling pre-processing, Li2O was determined as the main component of produced SEI under charging reaction.

本文

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