電池特性を向上させるために、電極表面を改質する開発が行われています。表面改質の方策の一つとして電解液に添加剤を加え、安定な被膜を電極表面に形成させることが行われています。添加剤の使用にともなう被膜の組成や量を理解することは、添加剤の効果を理解する上で重要です。日産アークでは、被膜の総合解析を行い、電池性能改善を支援します。

リチウムビス (フルオロスルホニル) イミド (LiFSI) は、高温安定性、高イオン電導度を示す電解質塩であることが知られています。また、LiFSIは添加剤として用いた場合、サイクル特性や低温特性に効果があることが報告されています。^{[1, 2]}
今回、0℃でのサイクル試験を行い、負極表面の被膜分析を行いました。

構成内容
正極　　　　：LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂
負極　　　　：天然黒鉛
セパレータ　：PP
電解液　　　：EC/DEC=3/7 (v/v%)
LiPF₆ (1M)＋LiFSI (2wt%)

試験条件電圧範囲：4.3 V-3.0 V
サイクル数　　　：50回
レート　　　　　：1C
試験温度　　　　：0℃

[1] 第79回電気化学会要旨集 2C05 (2012).
[2] Electrochimica Acta, 127 (2014) 39–44.

XPSおよび溶媒抽出LC-MSの結果から、負極表面からはSを含む添加剤由来の被膜成分が検出されました。これらの被膜が生成することでEC由来の被膜成分が抑制される傾向が示唆されました。