Netsu Sokutei, 30 (1), p. 3, (2003)

特集 電池技術における熱測定

リチウムイオン電池構成材料の熱安定性

Thermal Stability of Materials Used in Lithium-Ion Cells

リチウムイオン電池は携帯機器の電源として広く使用されている。近年これら高性能のリチウムイオン電池を電気自動車やその他の大型機器に用いるための研究が開始されはじめた。しかしながら,このような用途には,リチウムイオン電池の安全性が基本的に問題となる。リチウムイオン電池には有機溶媒がもちいられ,可燃性であることが一つの問題である。そのため,電池内部で生じる電池構成材料の熱分解挙動を研究することが重要な課題となっている。しかし,電解液は揮発性であるため,昇温時の熱分解挙動を検討するのは容易ではない。電池は密閉系であるため,密閉状態で電池構成材料の熱分解挙動を研究するのは興味深いが,そのような報告例はほとんどない。そのため,我々は,電解液単独およびLi金属・C6Li・正極(Li0.49CoO2)共存下密閉状態でのDSCを測定した。本報告では,リチウムイオン電池構成材料の熱安定性に関する研究状況を,我々の研究結果も含めて紹介する。
Lithium-ion (abbreviated as Li-ion) cells are widely used as power sources for portable electric devices. Recently, the study of the utilization of the high-performance Li-ion cells as power sources of electric vehicles (EV) and other large-sized equipments has been undertaken by many corporations and laboratories. However large-sized Li-ion cells are not used practically, primarily due to safety considerations. Organic compounds are used as electrolytes of Li-ion cells, and these compounds are flammable. Therefore the generation of heat by chemical decomposition and the chemical reactions in the cells is an important factor to be considered. It is not easy to measure the thermal stability of electrolytes because of their low boiling points. Although, it would be quite interesting to evaluate the stability in a closed sample case such as a cell case, there has been no previous report of such investigations. Therefore, we used DSC to measure the thermal stability of electrolytes as well as the influence of Li metal, C6Li and cathode (Li0.49CoO2) addition on the thermal behavior of these electrolytes under air tight conditions. This report reviews recent studies on thermal stability of materials in Li-Ion cells including our study.