2019 Fiscal Year Annual Research Report
Quest for Additives for Practical Non-aqueous Electrodeposition
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18K18941
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
邑瀬 邦明 京都大学, 工学研究科, 教授 (30283633)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 電析 / 非水溶媒 / 有機溶媒 / イオン液体 / 添加剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、グライム溶媒からの金属電析をモデルに、非水系電析環境でめっき添加剤として機能する物質を探索し、作用機構を整理することを目的とした。電解浴の物性改善や不純物除去など、非水溶液特有の課題を解決する物質も研究対象とし、現在は水系に限られている添加剤科学を非水系へと拡げ、新たな体系構築をめざした。
AlCl3/G2（G2：ジグライム）浴からのアルミニウム（Al）電析にかかわる添加剤のスクリーニングでは、電極界面との相互作用により電析物を平滑化するものと、支持電解質として浴の導電性を改善し得るものを検討した。その結果、TBACl（塩化テトラブチルアンモニウム）と BiCl3（塩化ビスマス）には電析を抑制する効果があることがわかった。一方、DMAHCl（ジメチルアミン塩酸塩）は、電析基板（カソード）に対する電析物の被覆率を改善し、その要因が核発生の促進にあることを確認した。DMAHCl の添加により、比較的水分含量が多い電解液から Al 析出が可能になることもわかった。DMAHCl は水分の影響を抑制する添加剤といえる。一方、EMICl（1-ethyl-3-methylimidazolium chloride）は、その添加量によっては Al の析出を抑制することがわかった。これはイオン液体成分と G2 の相互作用によるものと思われる。
G4（テトラグライム）浴からのリチウム（Li）析出-溶解において、併用される４つの添加剤（特開2018-111860）について、その作用機構を検討した。電気化学 QCM を用い、４つの添加剤から１つずつを除いた３つの添加剤を含む４種類の浴について、酸化還元挙動にともなう電極質量変化を調べた。その結果、添加剤は吸着によりデンドライトを抑制するもの、Li の酸化溶解を促進する機能をもつもの、表面への SEI 形成にかかわるものの３つに分類された。
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| Remarks |
表面技術協会 第８回学生優秀講演賞を受賞（Zelei ZHANG, Bright Electroplating of Iron Thin Film from a Glyme Bath）
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