ミクロ構造を有するポリマー電解質中での3次元電気化学反応場の構築

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650846
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 森田 昌行 山口大学, 工学部, 教授 (70136167)
• Keywords: ポリマー電解質複合体 / リチウム塩 / 多価金属塩 / レドックス活性無機塩 / カチオン共存効果 / イオン伝導度 / 二次電池 / 電気化学キャパシタ

Research Abstract

リチウム塩にマグネシウムや希土類金属等の多価金属塩を共存させたポリマーゲル電解質を合成し,その中での電気化学過程の解析を行い,デバイス構築のための材料設計に関する検討を行った。本年度は以下の2課題について研究を進めた。
1.異種カチオンを含むポリマー電解質複合体の合成
網状骨格構造と極性官能基を側鎖および架橋鎖に持つポリマーマトリックスに,リチウム塩およびマグネシウム,希土類(Yb,Ln)金属塩を分散したポリマー電解質複合体を合成した。複合体のキャラクタリゼーションをXRD,熱分析,スペクトル測定(ラマン,固体NMR)により行い,イオン構造と運動の解析を行った。イオン伝導挙動を測定し,Li^+のみのそれと比較検討することにより異種カチオン共存の効果を検討した。特に,価数の高い異種金属が共存する系で特異的な伝導挙動が発現することがわかった。
2.ポリマー電解質中でのレドックス活性基の反応過程解析
前項で作製した複合体を用い,分散したレドックス活性種の反応性と電荷輸送特性を溶液系と比較して検討した。さらに混合電解質塩複合体を用いたモデル電池において充放電試験を行い分散したレドックス活性種の影響について検討した。その結果,希土類金属塩が一定濃度共存する系でリチウムの析出/溶解のクーロン効率が増加することがわかった。

Research Products

• [Publications] 吉本信子他: "有機電解溶液中でのマグネシウムの電気化学的挙動"表面技術. 50・9. 839-840 (1999)
• [Publications] M.Morita et al.: "Ionic structure and conductance behavior of plasticized polymeric electrolytes containing multivalent cations"Electrochim.Acta. 45・8-9. 1335-1340 (2000)
• [Publications] M.Morita et al.: "Ionic Conductance of Polymeric Electrolytes Containing Lithium Salts Mixed with Rare Earth Salts"Solid State Ionics. (in press). (2000)
• [Publications] O.Yamada et al.: "Charge/discharge cycling and impedance response of LiMn2O4 electrode in organic Electrolyte solutions with different compositions"Electrochim.Acta. (in press). (2000)
• [Publications] 森田昌行: "リチウムイオン電池の材料と腐食"材料と環境. 48・10. 621-626 (1999)