「TCIニュース」は、試験・研究用試薬をお使いの皆さまに、材料科学に関する新製品情報やお役立ち情報をお届けします。

今号は以下の情報をご紹介いたします。

• 高容量有機正極活物質 DNP-Li
• 良好なSEIを形成しリチウムイオン電池の安定性を高める電解液添加剤
• 不燃性電解液を構成するフッ素置換炭酸エステル
• 難燃性と過充電保護性能を示すリチウムイオン電池電解液添加剤

 

高容量有機正極活物質 DNP-Li

DNP-Li [D5947] は、多電子移動型の酸化還元能を示し、高い電池容量(416 mAh/g)とエネルギー密度(1.1 Wh/g)を有するナフタザリン骨格の有機正極活物質です。DNP-Liを正極に用いたコイン型リチウムイオン電池は、優れたサイクル特性(300 mAh/g after 100 cycles)を示すことが報告されています。

良好なSEIを形成しリチウムイオン電池の安定性を高める電解液添加剤

フルオロエチレンカルボナート(= FEC) [F0731] は、良好な固体電解質界面 (Solid Electrolyte Interphase, SEI)を形成することで、リチウムイオン電池のサイクル特性や安定性を高める電解液添加剤として利用されています。 LiPF ₆ / エチレンカルボナート(= EC) 電解液系におけるFECの添加効果が解析されており、電解質の溶媒和構造と還元挙動を大きく変化させることが明らかとなっています。また、FECの酸化還元挙動を解析した結果、FECはラジカル重合と脱フッ素化により高度に架橋されたポリマーを形成し、充放電サイクルによるストレスに耐えうる弾性皮膜を形成することが示唆されています。

不燃性電解液を構成するフッ素置換炭酸エステル

リチウムイオン電池の安全性向上には、不燃性電解液の開発が不可欠です。含フッ素化合物は不燃性電解液として機能することが報告されており、 炭酸ビス(2,2,2-トリフルオロエチル) [B4703] もそのうちの一つです。B4703と 炭酸プロピレン(= PC) で構成された電解液が不燃性を示し、これに フルオロエチレンカルボナート(= FEC) を添加剤として用いたフルセルが856 Wh/kgの高いエネルギー密度と、50回のサイクル試験後でも93%の高い容量維持率を示すことが明らかになっています。

難燃性と過充電保護性能を示すリチウムイオン電池電解液添加剤

2-Ethoxy-1,3,2-dioxaphospholane 2-Oxide [E1458] 、 TFEP [E1456] は高い難燃性を有する環状リン酸エステルで、リチウムイオン電池電解液添加剤として研究されています。E1458とE1456は急激な電圧上昇を抑え、電池を過充電から保護することが分かっています。また、E1458またはE1456を用いたリチウムイオン電池は、固体電解質界面(= SEI)および正極電解質界面(= CEI)の形成により、クーロン効率およびサイクル特性が向上します。

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