2016 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of ionic liquid-type two dimensional supramolecules and their evaluation as solid electrolytes
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26410140
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
藤田 正博 上智大学, 理工学部, 准教授 (50433793)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 機能性高分子 / イオン液体 / 導電性高分子 / 固体電解質 / リチウムイオン伝導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、リチウムイオン電池用高分子固体電解質を開発するため、ボロン酸誘導体と両末端にアミノ基を有するポリエーテル誘導体を用いた超分子ゲル電解質の合成と物性評価を行った。ボロン酸の構造、合成溶媒の種類、ポリエーテル構造、リチウム塩の種類等を変えることで、詳細なゲル化条件の検討を行った。得られた超分子ゲル電解質の熱分析、構造解析、インピーダンス測定、サイクリックボルタンメトリーを行った。熱重量測定により、超分子ゲル電解質は300℃程度まで安定であることがわかった。残存質量からボロキシンとポリエーテル誘導体の比を求めたところ2:1となり、ポリエーテル末端のアミノ基がボロキシンリングと相補的に配位していることが示唆された。示差走査熱量測定の結果、超分子ゲル電解質はガラス転移温度（-47℃）のみを示した。X線回折測定の結果、結晶構造に基づくシャープなピークを観測することはできず、ブロードなピークのみ観測された。これらの結果から、超分子ゲル電解質はアモルファス構造であることがわかった。超分子ゲル電解質に所定量のリチウム塩を混合し、温度を変化させながらインピーダンス測定を行った。イオン伝導度の温度依存性は上に凸の曲線となり、ゲル電解質中のイオン伝導は粘性に支配されていることが示唆された。超分子ゲル電解質の室温におけるイオン伝導度は約10-5 S/cmであった。サイクリックボルタンメトリーの結果、リチウムの電気化学的な酸化還元反応に基づく電流ピークが観測された。超分子ゲル電解質がリチウムイオン伝導体として機能することを明らかにした。
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