電解質設計のための卓上型多核NMR

卓上型NMRにより、液体電解質の組成、各成分の拡散係数、伝導度、輸率、粘度など、電解質の設計や性能の最適化に関する重要な性能パラメータを、迅速かつ日常的に測定することが可能になり、新しい液体電解質のレシピ開発を促進することができます。

このアプリケーションノートでは、リチウムイオン電池の研究開発を例に、NMRによる電解質分析の実用的なアプローチと、測定されたパラメータがどのように性能に影響を与えるかについて解説しています。溶媒系中のアニオンとカチオンから成る電解質は、電池の性能を左右する重要な要素です。リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いため、電子機器、医療機器、電気自動車などのエネルギー貯蔵用として広く普及しています。

現在の電池技術では、エチレンカーボネート (EC) やジメチルカーボネート (DMC) などの低分子の液体有機溶媒に、少量のリ チウムイオン (Li+) やヘキサフルオロリン酸イオン ([PF6] −) のようなイオン種を配合した電解質を使用しています。しかし、リチウム金属電池、リチウムシリコン電池、リチウム硫黄電池、などの新しい電極の処方には、新しい電解質が必要とされます。電解質の性能を最適化することで、出力、寿命、安全性が向上するため、新しい電解質系の開発は優先的な課題となっています。