リチウム(Li)系二次電池の高エネルギー密度化の実現に向け、数多くの電極材料が提案されている一方で、これら材料を安定に動作させる電解液の開発がボトルネックとなっている。特にGraphite やLi 金属負極の作動電位では、電解液の電気化学的安定性の限界を超え、分解過程の初期に電極上にnm 程度の厚みで形成される固体電解質界面層(SEI: Solid Electrolyte Interphase)が有するイオン伝導・電子絶縁性及び力学的特性が、電池性能において重要な役割を果たす。しかし、電解液の僅かな分子構造の違いがSEI 組成を大きく左右するのに加え、多成分の分解生成物が無秩序に混在する構造の複雑さも相まって、その構造と物性の理解が大きく遅れている。本研究では、分子デザイン性の優れたイオン液体を溶媒に用いた電解液に着目し、「イオン液体分子の位置選択的な化学修飾」により、還元分解電位と分解生成物の選択的制御を図るとともに、電解液バルクに埋もれた界面情報をリアルタイムで抽出する「オペランド界面分析」を組み合わせる事で、特定の電位において目的の分解生成物を電極上に形成させる「ドミノ式分解機構」に基づくSEIの構造制御の実現を目指す。蓄電池分野で長年に渡り定性的な議論に留まっている不動態被膜の物性発現の起源を構造の複雑性を紐解く事で解明し、次世代蓄電池を実用レベルに押し上げる学術理解を目指す。　

参考URL

https://www.chem.es.osaka-u.ac.jp/surf/