計算科学による電極-電解液界面の構造 / 反応解析

分析では捉え難い電極-電解液界面の現象を捉えます

PC還元分解反応の多様性とその機構

・計算モデル:金属Li (111) 表面-PC系電解質、電場印加
・Li金属表面におけるPC分子の還元分解反応シミュレーションで確認された生成物は実験と対応
PC分子の表面吸着配向によって還元電子の移動パスが変化し、反応の多様性が発生することを解明

Li+脱溶媒和過程の自由エネルギー解析

・計算モデル:H-Si (111) 表面-PC系電解質界面、電場印加
・活性化エネルギーの計算値は実験的に知られている値に対応
・バイアス印加 (0.14V) でエネルギー障壁低下 (15 → 5kcal/mol)
・印加バイアスによりLiが表面に接近するにつれて脱溶媒和が進行
脱溶媒和の詳細な過程と自由エネルギープロファイルを解明

Li+脱溶媒和後の充電過程シミュレーション

・計算モデル:H-Si (111) 表面-PC系電解質界面、電場印加
・Si負極表面に吸着した脱溶媒和後のLi数がある程度多くなった時点でLi挿入およびSiLi合金生成が開始
・表面上のLi数が多くなる程、溶媒分子の還元反応が起こる頻度も上昇
充電過程における各段階の詳細を解明

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