アンモニウムポリリン酸塩を用いた難燃性実用高ニッケル電池：性能検証とメカニズム解析
Fumin Zhang1,2, Weifeng Li1,2, Zhenhai Gao1,2
1National Key Laboratory of Automotive Chassis Integration and Bionics, Jilin University, Changchun 130025, China.
iScience
|December 24, 2025
まとめ
高ニッケル電池電解質へのポリリン酸アンモニウム（APP）の添加は、熱イベント中の発火を防ぎます。5%のAPP添加は、動力電池の最適な性能と安全性を実現します。
科学分野:
- 材料科学
- 電気化学
- 電池技術
背景:
- 高ニッケル電池は熱的安全性の問題を起こしやすい。
- ポリリン酸アンモニウム（APP）は、電池性能への影響が不明な安価な難燃剤である。
研究 の 目的:
- LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2/Graphite@10%SiO ポーチ電池の電気化学的性能、安全性、および界面に対する APP の影響を調査する。
- 熱暴走を軽減するための最適な APP 濃度を決定する。
主な方法:
- 様々な APP 濃度（0%、5%、10%）を用いた電解質改質。
- 電気化学的サイクリングと性能試験。
- 熱暴走試験。
- 界面解析。
主要な成果:
- 10% APP を添加したセルは熱暴走中に発火しなかった。
- 0.5 C で 137 サイクル後の容量維持率は、5% APP で 96.9%、10% APP で 96.8% であった。
- 電極界面の肥厚と活物質リチウムの損失が容量低下に寄与した。
- 全体的な性能は、10% APP と比較して 5% APP の方が優れていた。
結論:
- ポリリン酸アンモニウムは高ニッケル電池の効果的な難燃剤である。
- 5% APP 電解質添加剤は、安全性の向上と電気化学的性能の維持とのバランスを提供する。
- この戦略は、高エネルギー密度動力電池における熱暴走を軽減するための有望なアプローチを提供する。
