高分子固体電解質を用いるリチウム二次電池の開発研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850184
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 松田 好晴 山口大学, 工学部, 教授 (90028986)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 芦高 秀和 宇部興産(株), 千葉研究所, 分子設計室長 ; 高橋 透 宇部興産(株), 千葉研究所, 主任研究員 ; 堤 宏守 山口大学, 工学部, 講師 (90211383) ; 森田 昌行 山口大学, 工学部, 助教授 (70136167)
• Keywords: 高分子固体電解質 / リチウム二次電池 / リチウム電池 / 薄型電池 / 高分子マトリックス / 架橋高分子

Research Abstract

本年度は、ポリ(エチレンオキシド)ーグラフト・ポリメタクリル酸メチル(PEOーgraftーPMMA)と各種リチウム塩との複合体についての基礎的な研究を深めるとともに、その応用について検討した。
FTIR顕微測定システム、電導度測定装置、熱分析装置などを用いて、作製した高分子固体電解質の構造、性質についてのさまざまな知見を得た。特に、PEOーgraftーPMMAマトリックス中に有機化合物(おもに、極性溶媒)を分散させる手法によりイオン伝導度が向上し、約10^<-4>S・cm^<-1>のイオン伝導度をもつものが得られた。
また、この高分子固体電解質中でのリチウム負極の挙動について電位規制下の定常法、および微小分極法を用いて検討した。PEOーgraftーPMMAマトリックス中におけるリチウム極の充放電反応は基本的には有機電解液中と同様に、ほぼ可逆に進行していることを示す知見が得られ、この高分子固体電解質がリチウム二次電池用固体電解質に適していることが明らかになった。
また、薄型リチウム二次電池構築の手法確立の為に、薄型リチウム一次電池をこの高分子固体電解質を用いて構築した。電池の構成は、負極 リチウム、正極 二酸化マンガン、高分子固体電解質として、PEOーgraftーPMMAを用いたものであり、大きさ30×40mm厚さ0.5mm重量1.3gの電池で容量11.36mAh・cm^<-2>のものが得られた。

Research Products

• [Publications] 森田昌行: "ポリ(エチレンオキシド)系高分子固体電解質中でのリチウム負極の分極挙動" Chemistry Express. 4(12). 837-840 (1989)
• [Publications] 森田昌行: "Polarization Behavior of Lithium Electrode in Solid Electrolytes Consisting of a Polyー(Ethylene Oxide)ーGrafted Polymer" Journal of the Electrochemical Society.