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Characterization of electrode/electrolyte interface using ${it in situ}$ X-ray reflectometry and LiNi$$_{0.8}$$Co$$_{0.2}$$O$$_{2}$$ epitaxial film electrode synthesized by pulsed laser deposition method

パルスレーザー堆積法により形成したLiNi$$_{0.8}$$Co$$_{0.2}$$O$$_{2}$$薄膜を電極とした固液界面の構造に関する研究

平山 雅章*; 坂本 和幸*; 平出 哲也*; 森 大輔*; 山田 淳夫*; 菅野 了次*; 園山 範之*; 田村 和久  ; 水木 純一郎

Hirayama, Masaaki*; Sakamoto, Kazuyuki*; Hiraide, Tetsuya*; Mori, Daisuke*; Yamada, Atsuo*; Kanno, Ryoji*; Sonoyama, Noriyuki*; Tamura, Kazuhisa; Mizuki, Junichiro

X線を用いたリチウムイオン電池中の電極/溶液界面の構造変化を調べるための手法について検討を行った。電極は単結晶SrTiO$$_{3}$$基板上に、パルスレーザー堆積法により作成した。SrTiO$$_{3}$$の面方位を変えることで、堆積するLiNiCoO$$_{2}$$薄膜の方位を制御した。実験の結果、LiNiCoO$$_{2}$$(110)/溶液界面では、充放電第一サイクル目で固液界面で新たな薄膜が形成されるのに対して、(003)面/溶液界面では薄膜は形成されずに、ラフネスが増加することがわかった。

An ${it in situ}$ experimental technique was developed for detecting structure changes at the electrode/electrolyte interface of lithium cell using synchrotron X-ray reflectometry and two-dimensional model electrodes with a restricted lattice plane. The electrode was constructed with an epitaxial film of LiNi$$_{0.8}$$Co$$_{0.2}$$O$$_{2}$$ synthesized by the pulsed laser deposition method. These films provided an ideal reaction field suitable for detecting structure changes at the electrode/electrolyte interface during the electrochemical reaction. The X-ray reflectometry indicated a formation of a thin-film layer at the LiNi$$_{0.8}$$Co$$_{0.2}$$O$$_{2}$$ (1 1 0)/electrolyte interface during the first charge-discharge cycle, while the LiNi$$_{0.8}$$Co$$_{0.2}$$O$$_{2}$$ (0 0 3) surface showed an increase in the surface roughness without forming the surface thin-film layer.

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パーセンタイル:65

分野:Electrochemistry

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