軟X線吸収分光によるリチウムイオン二次電池高容量Si負極とLiPF6電解質溶液との固-液界面反応現象の観測 - 大園, 洋史; 神田, 一浩; 中西, 康次; 森, 拓弥; 鈴木, 哲 (Ｘ線分析の進歩, 2023)
シリコンは従来のグラファイト負極と比較して重量エネルギー密度がはるかに高いため，リチウムイオン二次電池（LIB）の有望な負極材料であるが，その化学的な劣化因子はほとんど明らかになっていない．本稿ではX線吸収分光（XAS）によって調べられた電極劣化へとつながるSi電極と電解質溶液との化学反応性について報告する．XAS測定用のモデルSi電極として，DCマグネトロンスパッタリング法によって成膜された50 nm厚のアモルファスSi（a-Si）薄膜電極を準備した．LiPF6電解質溶液に浸漬したa-Si薄膜電極のSi K吸収端XASスペクトルから，a-Si薄膜電極の電極活物質はa-Siからヘキサフルオロシリケイト（Li2SiF6）へと化学状態変化している．これによりSi電極が充放電に関係なく，電解質溶液中のLiPF6塩に接触するだけで劣化することが明らかとなった．