2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Lignin-based Separator for Electric Storage Device
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20J20415
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
平良 尚梧 北海道大学, 農学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | リグニンゲル / リチウムイオン電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、樹木の主要構成成分の一つであるリグニンの高付加価値利用を目指して、リグニンを原料とした蓄電デバイス用セパレータを目的としている。その中でも、リチウムイオン電池用のゲル電解質の開発に取り組んでいる。当該年度の研究は、リグニンゲルの調製、ならびに電解液への膨潤特性（電解液の保持性）の評価を中心に行った。酢酸リグニン（AL）を原料とし、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル（PE）を架橋剤として調製されるリグニンゲル（AL-PEゲル）についての研究を行った。研究計画通り、リチウムイオン電池用の電解液を良く保持するゲルの調製条件を見出すことができた。さらに、申請時の予定を進め、電解液を保持したゲルの電気特性の評価も行った。電気化学インピーダンス測定により求めたゲルのイオン伝導度は実用化の壁とされる1.0 × 10-3 S cm-1を超えており、AL-PEゲルはゲル電解質として有望であると示された。さらに、AL-PEゲルの高温時の安定性を確認するために、加熱条件下（50-230℃）で電気化学インピーダンス測定を行った。AL-PEゲルは、230℃に至るまで測定が可能であり、高温時の安定性が示された。一方、PEゲルの場合は230℃で短絡が起き、測定が不可能になった。このことから、ALがゲルの形状安定性に与していると考えられた。この成果を第65回リグニン討論会、第71回日本木材学会大会で報告した。
また、ゲルの基礎的な物性評価として、種々の含水有機溶媒（含水メタノール、エタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、アセトン）中での膨潤特性をまとめ、この成果を論文として投稿・受理されるに至った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画通りにリグニンゲルが電解液に膨潤する条件を見出すことができた、研究計画を前倒してゲルの電気化学的性能評価を行うことができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
リグニンを原料とするゲルの電気化学評価が進みつつあるので、それと並行して、リチウムイオン電池用の正極、負極とともに実際の電池を組み立て、電池全体としての評価を実施する。
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