2020 Fiscal Year Annual Research Report
データ科学を援用した高出力オールプラスチック二次電池の創出
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19K15638
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
畠山 歓 早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (90822461)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 有機二次電池 / ラジカルポリマー / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、二次電池の全部材を高分子で構成した「オールプラスチック電池」の概念実証を目的として、動作の重要部材である電極並びに電解質を構成する機能性高分子合成と活用に着手した。本概念の実現の為には、高分子に対して固体条件での電荷貯蔵と輸送能などの種々の機能を付与する必要があり、一連の課題解決のアプローチとしてデータ科学などの手法を適用した。
計画に従い、主にオールプラスチック電池の作製と関連する学理の究明に取り組んだ。例えば、前年度に合成したポリエーテル系のイオン伝導体や電極活物質をナノシート化した後、これらを積層し、厚み1μm程度の二次電池を試作した。正負極には吸光状態を制御した高分子として、それぞれ脂肪族ラジカルポリマーとポリビオロゲンを適用した。これにより、放電状態ではほぼ透明な蓄電デバイスが得られた。充電時はビオロゲンの共役構造の変化に伴う着色が観測され、エレクトロクロミック素子としても機能しうることが分かった。試作電池は電卓などの電子デバイスを駆動可能であり、ウェアラブル・フレキシブルデバイスなどへの搭載に向けた展望が示された。
一部では研究計画を超える成果も得られ、例えば深層学習領域では前年度に活用したグラフニューラルネットワークの概念を分子構造から材料系全般に展開する方法を一部明らかにした。本成果により、これまで本課題で検討してきた有機電池用途での機械学習モデルを、フレキシブルディスプレイなど多彩な異種用途へ適用拡張するための基盤が整備された。一連の成果は査読付き学術誌や国内外の学会で発表した。
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Research Products
(9 results)
