2008 Fiscal Year Annual Research Report
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17073017
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
松本 一 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員 (80358043)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
香山 正憲 独立行政法人 産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門 (60344157)
水畑 穣 神戸大学, 工学部, 准教授 (10283871)
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| Keywords | イオン液体 / 電解質 / 電気化学デバイス |
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| Research Abstract |
難揮発性、難燃性の新規電解質としてのイオン液体の分子設計指針を得るべく、新規なイオン液体の合成を通じて、粘度や融点とイオン液体構造等の物性、電位窓等の電気化学特性とイオン構造の相関について検討してきた。今年度はカチオン種をDEME(N,N-diethyl-N-methyl,N-methoxyethylammoniuln)に固定し、アミド系、ボレート系、フォスフェート系の様々なペルフルオロアニオンからなるイオン液体を合成し、基礎物性から電池特性まで検討し、それらに対するアニオン構造の依存性について検討した。その結果、粘性はイオンのサイズが低下すると低下するが、あるサイズより小さくなると逆に増加することから、Li^+の拡散に影響する粘性の低減には限界がある事が分かった。一方、電池の充放電特性については昨年度と同様、イオン液体の粘性の大小によるLi^+の液相中での拡散挙動だけでなく、電極界面の電荷移動抵抗がアニオン種によって大きく変化することが一因であることが分かった。さらに、用いたイオン液体のイオニシティーがこれらの物性と関係があることも明らかとなってきた。これらについて詳細に検討するために、第一原理計算(密度汎関数理論に基づくPAW法スーパーセル計算)による金属-イオン液体界面構造についての検討を行ってきたが、昨年度のEMI-BF_4/Li界面に引き続き、Au表面についても検討し、Li界面で見られた表面Li原子とアニオンとの強い相互作用は,Au表面では見られない事を確認し、アニオン種とLi界面の構造が電荷移動抵抗の違いの一因である事が示唆された。さらにSAXによりバルク液相中でのイオン液体構造にLi塩添加が著しい効果を示す点も明確となった。
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