2017 Fiscal Year Annual Research Report
Unusual electrolyte properties of concentrated organic solutions within a crystallinity gap
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26708030
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山田 裕貴 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (30598488)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 電気化学 / リチウムイオン電池 / 電解液 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、結晶化ギャップを発現するような超高濃度リチウム塩有機電解液に着目し、その新物性の探索及び二次電池電解液としての応用展開を目的とした。
最終年度である平成29年度は、これまでに明らかにされた異常物性発現機構の一般化・体系化に加え、高濃度電解液の特異性を生かした革新的二次電池の創製を重点的に行った。最も重要な特徴の一つであるアルミニウム集電体の酸化腐食の抑制効果に着目し、リチウム金属参照極を基準としたアルミニウム酸化腐食電位に対する塩濃度、溶媒・塩の種類、温度の影響を体系的に調べた。またリチウム金属電位についても内部標準を用いて上記の影響を調べた。結果として、主に溶媒のカチオン配位状態によって酸化腐食電位が決定されることを明らかにした。それ以外に、電解液の還元安定性（被膜形成能）や酸化安定性の向上機構についても系統的な調査を行い、主として溶媒やアニオンの配位状態が重要因子であることを明らかにした。得られた知見に基づき新たに電解液設計を行い、高電圧（5 V級）リチウムイオン電池の安定な充放電サイクルが可能であることを実証した。
従来のリチウムイオン電池用電解液では、一定の還元・酸化安定性及びアルミニウム腐食抑制効果を得るため、特定の溶媒及びリチウム塩を使用するのが前提となっていた。それに対し、本研究では、溶媒やアニオンの配位状態を制御することで高い還元・酸化安定性及びアルミニウム腐食抑制効果が得られることを明らかにした。つまり、溶液内配位状態が電解液の機能・物性を支配する重要因子であることを示した。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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