ポリアセン系有機半導体の電子物性と新型高性能二次電池への応用

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07505022
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (A)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 山邊 時雄 京都大学, 工学研究科, 教授 (80025965)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢田 静邦 鐘紡株式会社, 電池事業推進部, 部長(研究職) ; 御崎 洋二 京都大学, 工学研究科, 助手 (40135463) ; 田中 一義 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90155119)
• Keywords: アモルファスカーボン / ポリアセン系有機半導体 / 二次電池 / 炭素負極 / リチウムイオン電池 / n型ド-ピング / 磁化率 / 電子スピン共鳴

Research Abstract

本研究では、アモルファスカーボン類の有力なメンバーである、ポリアセン系有機半導体の電子物性を明らかにし、特にその新型高性能二次電池への工業的応用を目指すことを目的とするものである。平成7年度の研究実績としては、以下のようなものが得られている。
(1)二次電池の炭素負極として使用可能で、かつ最適な条件を有するポリアセン系有機半導体作製の条件を確立し、その構造評価を行った。
(2)電極として利用する際に不可欠な、リチウムド-ピングかつ脱ド-ピングの機構についての詳細は知見を得るために、系統的な電気化学的測定を実施し、その解析を行った。その結果、本研究におけるポリアセン系有機半導体材料は純粋なグラファイトを凌駕する量のリチウムを貯蔵することができるという知見が得られた。このことは、従来のグラファイト負極を有する二次電池のエネルギー密度に勝る値を持つ二次電池を作製できる可能性を示したものである。
(3)上記(2)の知見をもとに、ポリアセン系有機半導体材料を負極として有する二次電池のプロトタイプを設計・作製して、その電池特性の解析を行った。
(4)さらに上記に引き続いて、リチウムなどド-ピングされたアルカリ金属の状態を解析するために、これらの試料の磁化率測定及び電子スピン共鳴測定等を行っている。これらの結果については、次年度以降に詳細な解析を行う予定をしている。

Research Products

• [Publications] K. Tanaka: "Recent Development of Study on Polyacenic Semiconductor (PAS) Materials" Synthetic Metals. 71. 2147-2149 (1995)
• [Publications] S. Yata: "Characteristics of Deeply Li-Doped Polyacenic Semiconductor Material and Fabrication of a Li Secondary Battery" Synthetic Matals. 73. 273-277 (1995)