原子間力顕微鏡による金属リチウム負極反応のオペランド検出

摘要

ポストリチウムイオン二次電池として、リチウム-空気二次電池やリチウム-硫黄二次電池などの高エネルギー密度を有する二次電池の開発が望まれている。これらの電池はいずれも負極に金属リチウムを用いる。したがって金属リチウムと電解液からなる界面での反応を理解することが、電池動作の安定性や信頼性の向上に欠かせない。動作中のリチウム負極の反応は、液中原子間力顕微鏡 (AFM) による表面の直接観察によって調査されている [1]。一方、動作中の電気化学界面では固体表面付近で電解液の物性が顕著に変化しうる。したがって、電解液物性の変化に基づいて金属リチウムの析出 (充電) と溶解 (放電) の反応を調査可能であると考えられる。本発表では、液中原子間力顕微鏡のフォースカーブ動作過程において生じるエネルギー散逸を記録することにより、上記の反応を調査したので報告する。