三菱探明LNCAO正极锂电池生成气体原因

    三菱化学科学技术中心在日本举行的“第48届电池讨论会”（2007年11月13～15日）上，就采用LiNiXCoyAl1-x-yO2（LNCAO）作为正极材料的锂离子充电电池在高温下生成CO2等气体的原因，发表了题为“利用13C标记溶剂测定气体生成源”的演讲。

　　与以往的LiCoO2<相比，LNCAO可实现约1.3倍的大容量化，但也存在高温下生成的CO2和CO等气体较多的问题，有可能引起单元膨胀或破裂。为此，只要确定气体的生成源是在电解液还是在正极及负极材料，就可减少气体的生成量。

　　三菱化学科学技术中心通过把电解液——碳酸乙烯酯（EC）和碳酸二乙酯（DEC）的碳原子从通常的 12C置换为 13C，尝试确定了气体的生成源。

　　试验使用1M LiPF6盐和3:7的EC/DEC电解液，正极材料为LNCAO，负极为石墨，分离器为PE（聚乙烯）制成的层压型单元。高温保存试验分别准备了封入以下电解液的三种单元：（1）通常的 12C电解液；（2）用 13C对EC和DEC进行了标记的电解液；（3）用 13C对EC进行了标记的电解液。在将各单元充电至4.2V后，在85℃下保存24小时，通过分析电池内生成的气体，测定了 12C和 13C的比例。

　　另外，为了测定正极和负极的气体生成量，该中心还进行了单极保存试验。试验利用通常的电解液，在将单元充电至4.2V后，取出正极和负极，把电极分别与（2）的电解液一起封入层压袋，在85℃下保存，通过分析各层压袋中生成的气体，测定了12C和13C的比例。

　　这两个试验的结果显示，在CO2的来源中，EC占52％，DEC占11％，正极占37％，负极为零。另一方面，在CO的来源中，EC占64％，正极和负极占36％，DEC基本为零。从试验结果来看，减少气体的生成可以采取降低EC在电解液中的比例的办法。