リチウム二次電池用炭素負極の高分子固体電解質への適用

• Project/Area Number: 05650827
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 工業物理化学
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 森田 昌行 山口大学, 工学部, 助教授 (70136167)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 1993: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: リチウム二次電池 / 炭素材料 / 固体電解質 / 充放電特性 / イオン伝導度 / 界面特性 / イオン輸率 / インターカレーション

Research Abstract

小形/超薄形の高性能二次電池開発に関する基礎研究として、炭素負極/固体電解質からなる新しい電極系を設計し、その基礎特性を明かにした。得られた成果は以下のようにまとめられる。
1.高分子固体電解質の合成と物性測定 側鎖にエチレンオキシドユニットを有するメタクリル酸エステルと、リチウム塩を溶解した有機溶媒との混合物を光重合法により固形化し、固体電解質薄膜を作製した。電解質の組成を種々検討し、室温で10^<-4>Scm^<-1>以上のイオン伝導度を得た。
2.炭素負極におけるリチウムの電気化学的インターカレーション 異なる結晶化度をもつ4種の炭素材料について、有機電解液中でのリチウムの電気化学的インターカレーション/デインターカレーション過程を調べた。電池特性に関係する充放電時の電荷容量は炭素材料のみならず電解質の組成にも依存することがわかった。検討した系の中では、乱層構造を持つ易黒鉛化炭素で最も高い放電容量を得た。
3.炭素負極-固体電解質系の最適化 上記結果を基にして、高性能薄形二次電池として最適な電極/電解質系を求めた。実証試験についてはまだデータが不十分であるが、このシステムに適した正極材料を新たに選定する必要があることも判明した。
4.成果公表 以上の研究成果は論文としては未発表であるが、日本化学会中国四国支部九州支部合同大会(平成5年11月,高知)にて口頭発表し、また電気化学協会第61回大会(平成6年4月,仙台)にて口頭発表する予定である。