************第６８回尾張コンプレックスセミナー*************

Title：First-Principles Molecular Dynamics Study of SEI 
       Formation in Lithium-ion Battery
題目：第一原理分子動力学計算によるリチウムイオン電池負極SEI
      形成の研究

Speaker：Yukihiro Okuno
発表者：奥野 幸洋

Affiliation：FUJIFILM Corporation 
             ANALYSIS TECHNOLOGY CENTER
所属：富士フィルム株式会社 解析技術センター

Date：Wed. Jun. 1st, 1:30 pm (Almost one hour)
日時：６月１日（水）午後１時３０分〜（約１時間）

Place：1st Lecture Room (1F), 
       Graduate School of Information Sciencee
場所：情報科学研究科 1階 第1講義室

要旨：リチウムイオン二次電池では，初回充電時に電解液の還元
分解が起こり負極表面に被膜 (SEI)が形成され，このSEIが電解液
のさらなる還元分解を抑制することで、リチウムイオン2次電池は
安定したサイクル特性を示すようになる。さらに実際のリチウム
イオン電池では少量の添加剤を導入することで電池のサイクル特
性を向上させている。このようにSEIは電池性能（寿命、安全性
等）に重要な役割を担うが、その微視的な形成機構などは良くは
理解されていない。そこで、われわれは電解液（エチレンカーボ
ネート（EC））と代表的な2種の添加剤（ビニレンカーボネート
(VC)、フルオロエチレンカーボネート（FEC））の負極近傍での
化学反応機構を第一原理分子動力学法に基づいて計算し、それぞ
れの添加剤のSEI形成への寄与と、電池特性への効果を提案したの
でそれを紹介する[1],[2]。また生成されたSEI構成物の諸性質
（負極/電解液界面における吸着性や，凝集性・絶縁性等）につい
て解析し、SEIの形成機構に関する新しい提案[3]を紹介する。

[1]K.Ushirogata,K.Sodeyama,Y.Okuno, and Y. Tateyama: 
J.Am.Chem.Soc (2013),135, 11967-11974
[2]Y.Okuno,K.Ushirogata, K.Sodeyama,and,Y.Tateyama: 
Phys.Chem.Chem.Phys (2016),18,8643-8653
[3]K.Ushirogata,K.Sodeyama,Z.Futera,Y.Tateyama, 
and Y. Okuno: 
J.Electrochem.Soc.(2015),164, A2670-A2678.

Abstract：Solid electrolyte interphase (SEI) film formed 
at electrolyte-electrode interface governs both 
reliability and performance of Lithium-ion battery (LIB). 
However, the mechanism of SEI formation is still intensely 
debated. Here we used density functional theory (DFT) 
based molecular dynamics to examine the reductive 
decomposition of electrolyte (ethylene carbonate (EC)) and 
two representative additives ( vinylene carbonate (VC) and 
fluoroethylene  carbonate (FEC)) . Based on our calculated 
results, we discuss the additive effects to SEI formation 
and the mechanism by which additives improve LIB 
performance. We also examined condensation, adhesion to 
the electrode, and electronic properties of SEI film 
components generated from electrolyte and additivs. With 
these results, we proposed a novel mechanism of SEI 
formation in LIB.

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