2019 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of novel cathode active materials based on benzoquinone oligomers
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16K05755
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
松原 浩 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20239073)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 正極活物質 / リチウムイオン電池 / ベンゾキノン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
効率の良い二次電池正極活物質として有機化合物が期待されるが、現行の無機リチウムイオン電池を凌駕する材料は未だ現れていない。今までに、ベンゾキノン(BQ)にペルフルオロアルキル基を導入すると高い出力電位を持つ安定な正極活物質となることを見出したが、容量密度が小さいことと、充放電を繰り返すと電池容量が低下する問題があった。本研究では、BQを多量化することで容量密度とサイクル特性を同時に向上させることを目指す。具体的には、BQ多量体の合成と活物質としての評価を行い、更に計算化学を活用して分子構造と電池性能の相間を探索し、構造と物性に関する指標を構築する。
本年度は前年度に引き続き、BBQとは異なるキノン骨格を有するo-BBQの合成検討を行った。DFTおよび分子軌道計算により、o-BBQは従来のBQ二量体であるp-BBQよりも出力電位が高くなることが予想される。o-BBQの合成は1,2-dimethoxybenzeneから鈴木カップリングを経て３工程で合成する計画を立て、目的の中間体1,2-dihydroquinoneを得ることができた。この中間体を酸化すると目的のo-BBQが得られるはずであるが、CAN、酸素、酸化銀による酸化のいずれも複雑な生成物を与え、目的物の単離には至らなかった。更に反応条件の探索を行い、是非とも目的物を合成したいと考えている。一方、o-BBQの単量体に相当する4-t-butyl-1,2-benzoquinoneと4-isopropyl-1,2-benzoquiononeの合成には成功したので、これらの化合物について電気化学的評価を行った。今後、正極活物質へ展開する予定である。
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Research Products
(11 results)
