炭素粉・ポリマ-共析出複合導電膜を正・負極とする安全な高容量リチウム2次電池

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02453081
• Research Institution: Rikkyo University
• Principal Investigator: 高村 勉 立教大学, 理学部, 教授 (30216791)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関根 強一 立教大学, 理学部, 講師 (00062646) ; 池澤 泰成 立教大学, 理学部, 助教授 (60130853)
• Keywords: リチウム2次電池 / 炭素共析出膜 / ポリマ-電極 / 新リチウム極 / リチウム吸蔵 / 毛管凝縮 / 融点異常 / 凝固点降下

Research Abstract

1.<炭素共析出電極>___ーポリアニリン(PA)とポリピロ-ル(PPy)を電極基体の代表として選び、各単身および炭素微粉共析出複合体を夫々作成、その電極挙動をLiClO_4を含む炭酸プロピレン(PC)中で調べた。その結果、炭素共析出による効果を確認することができた。
(1).ポリマ-電極:PAについてはLiClO_4/PCおよびLiBF_4/H_2Oの2つの系中で、Pt上への重合を試みた。重合膜の機械的強さから後者の系で以下の実験を行った。PPyはLiClO_4/PC系の中でよい膜を与えた。
(2).炭素粉:黒鉛粉とアセチレンブラックを試用したが取り扱い易さの点から前者にしぼった。分散法を種々検討したが、電解中、磁気攪拌で強力に攪拌するという単純な方法が好結果を与えた。
(3).共析出膜の作成と評価:アニリンあるいはピロ-ルを含む電解液中に炭素粉を種々の量分散させ攪拌しつつPt上にあるいはPPyの重合膜を電解酸化により作成した。その結果、PAにも、またPPyにも炭素粉を共析出させることができた。これはSEMによっても確認した。
共析出膜を、LiClO_4/PC中でサイクリックボルタンメトリ-で評価した所、ー3.2VでLi^++e^-+nC→CnLiが、またー2.2Vでこの逆反応が生じており、LiがC中に吸蔵、これが逆反応で放出され、所期の目的の効果があらわれていることがわかった。容量アップと耐久性向上が今後の課題である。
2.<分散体毛管中の液体の融点の異常>___ー分散体の基礎評価を行なっている際、予期しない異常現象を見出した。すなわちシリカゲル等の毛細管中の液体は、氷結点(T_f)・融点(T_m)ともバルク液体の融点(T^o_m)より低く、(T^o_m≧T_f,T_m)しかも常にT_m>T_fであることを見出した。この現象の説明を核成長理論によって試み妥当な結果をえた。

Research Products

• [Publications] 長島 正道,天野 一,関根 強一,池澤 泰成,高村 勉: "リチウム2次電池用ポリマ-電極における炭素共析出の効果" 電気化学および工業物理化学.
• [Publications] 石井 亮,関根 強一,池澤 泰成,高村 勉: "Anomalous Behavior in Freezing and Melting of Liquid Held in Micropore" Nature.