Li-O<sub>2</sub>電池における過酸化物形成の電流密度依存性とその電荷への影響

ADAMS Brian D.; RADTKE Claudio; BLACK Robert; TRUDEAU Michel L.; ZAGHIB Karim; NAZAR Linda F.

文献

J-GLOBAL ID：201302235910306121 整理番号：13A1121210

Li-O₂電池における過酸化物形成の電流密度依存性とその電荷への影響

Current density dependence of peroxide formation in the Li-O₂ battery and its effect on charge

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資料名：
巻： 6 号： 6 ページ： 1772-1778 発行年： 2013年06月
JST資料番号： W2306A ISSN： 1754-5692 CODEN： EESNBY 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：短報発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

インターカレーション化学を論拠として動作するリチウムイオン電池と比較して,非プロトン性のリチウム空気(Li-O₂)電池は高いエネルギー密度を持ち,安価で安全な充電式電池である。本報告では,酸化還元反応において加えられる電流の割合が製造物の形態の決定に重要な役割を果たすことを報告する。このため電気化学的径路を支配する電流率へ依存する環状体と膜状の形態のLi-O₂電池における過酸化リチウム(Li2O₂)の成長機構の顕著な違いについて検討した。最初に電池の放電電流密度を5~100μA/cm²の範囲で変化させたときの放電能力,放電開始時の酸素還元電圧を測定した。また初期のカソードと放電後のカソードの走査型電子顕微鏡像を観察した。さらに電流密度に対する放電能力,放電終了後のカソードのX線回折パターンを測定した。実験の結果は2種類の過酸化リチウムの寄与を示していた。第1は低い電流密度で溶液からの核形成を介した可溶性の限界点で形成された結晶質であった。第2は高い電流密度で支配的な準アモルファス成分であった。報告では,反応過程を式で説明し,以下の結論を述べた。回折,電気化学,走査型電子顕微鏡,透過型電子顕微鏡の測定は緩慢な電流率が電極表面上の溶液ジスムターゼを介して核形成した過酸化リチウムのナノ結晶子の凝集に有利であることを示していたが,高速な電流率は疑似アモルファス薄膜を堆積させた。後者は電荷への低い過電圧を与え,低い放電能力を犠牲にしているにもかかわらず,導電性電極表面と密な接触を提供した。

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一次電池 , 電池一般 , 二次電池 , 燃料電池

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Li-O2電池における過酸化物形成の電流密度依存性とその電荷への影響

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