技術部の壺の中 — Vol. 69 [リチウム電池の中]

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みのむしクリップ

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主に電気関係で仕事をしてきたけれど、気が付いたとき、日本の電機の会社ってほとんどなくなっていた......... そんな需要のない今を 日々生きています。

前回、2.5V以上放電したまま放置すると、バッテリーは膨れていたのが確認出来たけど、膨れるのは100%に充電している時と、10%以下に放電している時と、どちらも原因になり得る。
その実、原因は考えられているけど、理由はそれほど明確に分かっていない。
鍵として言われるのは、電極に均一に取り付けられるカーボンに形成されるSEI層の厚みだ。
この厚みの変化が充放電でどう変わるか、何を添加物にするとSEI層が安定するかとか、
最近になり「spring-8」と「京コンピューター」を使って、膜の動きとデータの解析を行って解明したという発表があったり、まだまだ研究中の技術。だから、ここでの説明もイメージ的な理解だし、厳密には違うかもしれない。

SEI(SolidElectrolyte Interphase)と呼ばれる部分は、電解液の還元分解により負極の表面上に形成される複数の有機化合物からなる複合体で、その厚さはわずか数nm〜30nm程度。
これが、充電で厚くなる。
厚くなりすぎると電子を受け取るイオンの数が減り、結果容量も減る。
薄くなると、膜を介して交換していることが出来なくなり、電解質が分解されて膨れる。
放電して膨れるのは、多分、スポット的にSEI層に穴があいて膨れると思う。
この膜の形成には電荷が関係しているので、少なからず電極に電荷が残っている必要が有るのではないかと。
まあ、いろいろ調べるのは楽しい。

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