リチウムのグラファイトインターカレーションにおける固液界面反応の物理

リチウムイオン二次電池の負極グラファイトの表面構造はその蓄電容量や充放電速度に大きな影響を与えると考えられる。本研究ではグラファイトのエッジを酸化終端することによって負に帯電し、溶媒和したリチウムをグラファイト電極表面にひき付けることが分かり、急速充放電に貢献することが分かった。また、酸素終端はリチウムイオンを強く吸着してしまう可能性があるが、その他のリチウムの拡散には大きく影響しないことが分かった。さらにリチウムイオンは炭素原子６個程度が引き抜かれた欠陥でも通り抜けられることが分かり、小さな欠陥構造が層間のリチウムの拡散を高めることが分かった。