カチオン捕捉能を有する導電性高分子の電解合成と電池への応用

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11118252
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 木谷 晧 広島大学, 工学部, 助教授 (70034395)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井藤 壯太郎 広島大学, 工学部, 教授 (90034404)
• Keywords: カチオン捕捉能 / ポリアニリン / オキシエチレン基 / n型ドーピング / 自己ドープ型

Research Abstract

導電性高分子の二次電池の材料としての応用を研究対象として、カチオン捕捉能を有する官能基を高分子中に導入することにより電池機能を向上させることを試み、以下の二種類の高分子の電解合成と機能の評価を行なった。
1.自己ドープ機能を有するポリアニリン類の合成と機能評価
本研究においては、レドックス活性を有するポリ(アニリン-2-スルホン酸)(poly-ASA)とポリアニリンとの複合化により、自己ドープ機能と高容量を有するポリマー電極を作製する事を目的として検討を行なった。脱ドープしたポリアニリンをpoly-ASA溶液中で電位走差を行なうと、poly-ASAの取り組みにより複合体が形成され、レドックス電気量が増加した。得られた複合体は炭酸プロピレン中で良好な充放電挙動を示し、その容量は117Ah/kgとポリアニリンと同程度の高い値となり、poly-ASAとの複合化により期待通りの高容量を維持したポリマー電極の作製が可能となった。得られた複合体は、自己ドープ型ポリアニリンに期待される通り、通常のポリアニリンが絶縁体となる中性溶液中でも導電性やレドックス活性を有していた。
2.オキシエチレン基を有するポリアニリンの電解合成と性質
前年度は、高分子の側鎖に三つのオキシエチレン基を有するPoly-N-(3,6,9-trioxadecyl)aniline(poly-NTDAn)の電解合成とその性質について検討し、n型ドーピングが可能である事及びその可逆性が著しく向上する事を報告した。今年度は、このような興味ある電気化学的性質を有するpoly-NTDAnの分光学的性質について検討した。poly-NTDAnは中性状態においても可視部(630nm)に明瞭な吸収を示し、通常のポリアニリンに比較してバンドギャップが小さい事が明らかとなった。二つのオキシエチレン基を有するpoly-NDHAnも同様に中性状態で可視部(880nm)に吸収を示すが、オキシエチレン基を持たないポリアルキルアニリンでは、このような挙動は観測されない。

Research Products

• [Publications] Akira Kitani: "Electrochemical Behaviors of Polyaniline / Polyaniline-sulfonic Acid Composites"Synth.Metals. 102. 1171-1172 (1999)
• [Publications] Akira Kitani: "Properties of Polyanilines Containing Oxyethylene Units"Synth.Metals. 102. 1173 (1999)
• [Publications] Akira Kitani: "Electrochemical Behaviors of Polyaniline / Poly(aniline-2, 5-disulfonic Acid) Composites"Electrochemistry. 67(12). 1262-1263 (1999)
• [Publications] Akira Kitani: "Electrosynthesis and properties of Self-doped Poly(aniline-2, 5-disulfonic acid)"Ext.Abstr.50th Int.Soc.Electrochem.Meeting. 3B37 (1999)
• [Publications] Akira Kitani: "Electrochemical, Optical and Electrical Properties of Polyanilines Containing Oxyethylene Units"Ext.Abstr.196th ECS and 1999 ECSJ Joint Int.Meeting. 2217 (1999)