2015 Fiscal Year Annual Research Report
二酸化炭素/エポキシド共重合体型電解質の創製と特異的なイオン伝導挙動の解明
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25288095
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
富永 洋一 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30323786)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 幸司 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70345099)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 固体高分子電解質 / リチウムイオン電池 / 二酸化炭素/エポキシド共重合体 / イオン伝導度 / リチウムイオン輸率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、前年度までに得られた様々な交互性のPPCやグリシジルエーテル型共重合体のイオン伝導度を測定した。各種SPEのイオン伝導度は、基礎物性測定により得られる各データとの相関性を詳しく調査し、その特異性の解明を試みた。さらに、各種CO2/エポキシド共重合体型SPEの誘電緩和挙動を解析し、金属塩濃度の増加によるTgの低下を引き起こす要因を考察した結果、以下のことが分かった。
イオンと相互作用していない速いセグメント運動(αfast)と、塩の溶解に伴い安定な溶媒和構造を形成することで運動性が低下した遅いセグメント運動(αslow)の2種類の誘電緩和ピークを測定したところ、従来型ポリエーテルとポリカーボネート電解質には2つの大きな相違点があった。1つは、ポリカーボネート型の場合、高濃度において高分子の運動性が向上しているのに対し、ポリエーテル型では低下したこと、もう1つは、ピーク全体の面積（誘電緩和の大きさに相当）がポリカーボネート型では大きく向上したことである。これらは、高分子鎖の剛直性が関与していると考えられる。ポリカーボネートでは分子内外の水素結合により剛直性を保っているため、低濃度では緩和が小さくなる一方で、高濃度においてはそれらの相互作用がLiイオンによって切られるようなことが起こり、結果としてポリエーテルに近い柔軟性や誘電性が発現したと考察した。
一方、Li金属を両電極とした二極式セルからLiイオン輸率を測定し、ポリカーボネート型電解質は0.7以上の優れた値を示すことが明らかとなった。研究分担者は、前年度に引き続き様々な交互性の共重合体の生成に必要な触媒開発および重合条件の決定を中心に担当した。得られたSPEは、汎用の正･負極活物質を用いたコイン型セルの電池特性評価に使用し、電解質材料として実用化へ向けた性能評価を行った。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Polycarbonate-based electrolytes2016
Author(s)
Y. Tominaga
Organizer
XV International Symposium on Polymer Electrolytes
Place of Presentation
Uppsala Consert & Congress (Uppsala, Sweden)
Year and Date
2016-08-14 – 2016-08-19
Int'l Joint Research / Invited
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