Development of ionic liquid-type anionic polymer materials for new ion conduction pathways

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02783
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 35020:Polymer materials-related
• Research Institution: Tsuruoka National College of Technology
• Principal Investigator: Takashi Morinaga 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (30467435)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 滋啓 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20707806) ; 佐藤 涼 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (20757166) ; 正村 亮 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (50757599)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: イオン液体 / 制御ラジカル重合 / ポリマー電解質

Outline of Final Research Achievements

A new ionic liquid-type anionic polymer was synthesized in which the mobile free cation was designed to be a power generation carrier. When protonic cations were used as free cations, high proton conductivity was observed. In addition, the lithium/grime complex as a free cation had a high diffusion coefficient for lithium ions. As described above, the high mobility of free cations is a universal phenomenon regardless of the type of cation. This phenomenon is expected to be applied as a new carrier transport mechanism for power generation.

Free Research Field

高分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は、ポリマーの一次構造（発電キャリアの遊離カチオン化）と高次構造（ポリマーブラシ構造）の両方で高イオン伝導性発現の仕掛けを組み込んだ世界初のコンセプトの電池材料を開発するものであり、次世代蓄電デバイスの小型化と安定化による実用化の推進に大きな貢献が可能である。具体的には、中高温・無加湿駆動が可能な固体高分子形燃料電池、不燃性かつ充放電レート特性に優れた全固体リチウムイオン電池、ならびにデンドライトによるサイクル特性低下を伴わないリチウム空気電池への応用が期待される。