薄膜型リチウム2次電池用高分子固体電解質に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07554062
• Section: 試験
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 重原 淳孝 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助教授 (60170867)
• Keywords: 高分子固体電解質 / リチウム2次電池 / 単一イオン伝導性

Research Abstract

前年度開発したアルミナート型高分子固体電解質を利用した[金属Li/電解質/レドックスポリマー]の構成の薄膜型リチウム二次電池を試作し、特性評価を行った。レドックスポリマーが酸化型ポリアニリンのとき最も良好な結果が得られ、全厚0.2〜0.3mm、電極表面積約10cm^2の薄膜型試作電池で、出力3.5V、容量400〜600μAhであり、繰り返し充放電が可能であった。また、この固体電解質はリチウムイオンのみが移動するSingle-ionic conductorであり、既存のLi^+/X^-の両者が移動できるBi-ionic conductorと異なり、直流電界が継続して印加されても分極によるイオン伝導度の経時減衰が起こらず、いかなるリチウム二次電池にも利用できることが分った。しかしながら、イオン伝導度が約10^<-6>S/cmとやや低いため容量が不足しており、さらに高いSingle-ionic conductorを求めてチオアルミナート型への変更を行った。イオン伝導度は1〜2桁改善され、特に主鎖をethylene dithiolで構成し、側鎖にfurfrylmercaptanを用いた時に最も良好な結果が得られた。このチオアルミナート型固体電解質を電池内容として、[金属Li/電解質/ポリアンリン]、[金属Li/電解質/層間化合物]、[Li^+-層間化合物/電解質/層間化合物]の3種類の薄膜型電池を試作した。いずれも二次電池として成立し、特に3番目の電池系は安全な『全固体型・自己消火性・薄膜型・異形型』のリチウムイオン二次電池への可能性を秘めている。次年度には、リチウムイオン二次電池を中心とした試作を実施する予定である。

Research Products

• [Publications] Ken Onishi,et al.: "Synthesis of Aluminate Polymer Complexes as Single-Ionic Solid Electrolyte" Chemistry of Materials. 8. 469-472 (1996)
• [Publications] Ken Onishi,et al.: "Thioaluminate Polymer Complexes as Single-Ionic Solid Electrolyte" Chemistry of Materials. (印刷中). (1997)