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イオン液体を用いたエマルション電解液の創製と革新型蓄電池への展開

研究課題

研究課題/領域番号 15K13815
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 デバイス関連化学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

獨古 薫  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70438117)

研究分担者 跡部 真人  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (90291351)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード電池 / イオン液体 / 溶媒和イオン液体 / 電解質溶液
研究成果の概要

テトラグライムとLi塩からなる溶媒和イオン液体と様々な溶媒を混合することでエマルション電解液の調製を試みた。安定なエマルション状態を保つ電解液を調製することはできなかったが、カチオン構造に長鎖アルキル基を有する疎水性のイオン液体と溶媒和イオン液体を混合して電解液を調製した結果、長鎖アルキルが非イオン性ドメインを形成し、非イオン性ドメインとイオン性ドメインがナノレベルで相分離したエマルションに近い状態になることが示唆された。この疎水性の電解液は大気下でも水分をほとんど吸収せず、リチウム空気電池に適用すると、相対湿度28%程度の水分存在下でも放電・充電が可能であった。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Suppression of Water Absorption by Molecular Design of Ionic Liquid Electrolyte for Li-Air Battery2017

    • 著者名/発表者名
      Morgan L. Thomas, Yoshiki Oda, Ryoichi Tatara, Hoi-min Kwon, Kazuhide Ueno, Kaoru Dokko, and Masayoshi Watanabe
    • 雑誌名

      Advanced Energy Materials

      巻: 7 号: 3 ページ: 1601753-1601753

    • DOI

      10.1002/aenm.201601753

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Si/Li<sub>2</sub>S Battery with Solvate Ionic Liquid Electrolyte2016

    • 著者名/発表者名
      Zhe Li, Yutaro Kamei, Masakazu Haruta, Toshio Takenaka, Akira Tomita, Takayuki Doi, Shiguo Zhang, Kaoru Dokko, Minoru Inaba, and Masayoshi Watanabe
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 84 号: 11 ページ: 887-890

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.84.887

    • NAID

      130005277869

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dissociation and Diffusion of Glyme-Sodium Bis(trifluoromethanesulfonyl)amide Complexes in Hydrofluoroether-Based Electrolytes for Sodium Batteries2016

    • 著者名/発表者名
      Shoshi Terada, Hiroko Susa, Seiji Tsuzuki, Toshihiko Mandai, Kazuhide Ueno, Yasuhiro Umebayashi, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 120 号: 41 ページ: 23339-23350

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b06804

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal and Electrochemical Stability of Tetraglyme-Magnesium Bis(trifluoromethanesulfonyl)amide Complex: Electric Field Effect of Divalent Cation on Solvate Stability2016

    • 著者名/発表者名
      Shoshi Terada, Toshihiko Mandai, Soma Suzuki, Seiji Tsuzuki, Katsuya Watanabe, Yutaro Kamei, Kazuhide Ueno, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 120 号: 3 ページ: 1353-1365

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b09779

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of Compatibility of Polymer Binders with Solvate Ionic Liquid Electrolytes on Discharge and Charge Reactions of Lithium-Sulfur Batteries2016

    • 著者名/発表者名
      Toshitada Nakazawa, Ai Ikoma, Ryosuke Kido, Kazuhide Ueno, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 307 ページ: 746-752

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2016.01.045

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Li+ solvation and ionic transport in lithium solvate ionic liquids diluted by molecular solvents2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Ueno, Junichi Murai, Kohei Ikeda, Seiji Tsuzuki, Mizuho Tsuchiya, Ryoichi Tatara, Toshihiko Mandai, Yasuhiro Umebayashi, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: ASAP 号: 29 ページ: 15792-15802

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b11642

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lithium-tin Alloy/Sulfur Battery with a Solvate Ionic Liquid Electrolyte2015

    • 著者名/発表者名
      Kohei Ikeda, Shoshi Terada, Toshihiko Mandai, Kazuhide Ueno, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 83 号: 10 ページ: 914-917

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.83.914

    • NAID

      130005100784

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 溶媒和イオン液体を用いたLi2S-炭素複合正極特性に及ぼすバインダー効果2017

    • 著者名/発表者名
      清田大勝,安藤歩未,小畑健造,川添敬之,李喆,松前義治,獨古薫,渡邉正義
    • 学会等名
      電気化学会第84回大会
    • 発表場所
      東京都八王子市 首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Solvate Ionic Liquid Electrolytes for Next-Generation Batteries2017

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 学会等名
      International Battery Association (IBA) 2017
    • 発表場所
      奈良県奈良市 奈良春日野国際フォーラム
    • 年月日
      2017-03-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Physicochemical and Electrochemical Properties of Na-Glyme Solvate Ionic Liquids/Hydrofluoroether Mixtures2017

    • 著者名/発表者名
      Shoshi Terada, Hiroko Susa, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 学会等名
      International Battery Association (IBA) 2017
    • 発表場所
      奈良県奈良市 奈良春日野国際フォーラム
    • 年月日
      2017-03-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グライム-Na[FSA]錯体の構造解析とナトリウム二次電池への適用2016

    • 著者名/発表者名
      須佐紘子,寺田 尚志, 獨古 薫, 渡邉 正義
    • 学会等名
      第57回 電池討論会
    • 発表場所
      千葉県千葉市 幕張メッセ 国際会議場
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヨウ素レドックスメディエーターを用いたリチウム空気電池の反応挙動解析2016

    • 著者名/発表者名
      仲西梓,小林祐貴,權會旻,多々良涼一,Morgan L. Thomas,獨古薫,渡邉正義
    • 学会等名
      第57回 電池討論会
    • 発表場所
      千葉県千葉市 幕張メッセ 国際会議場
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 溶媒和イオン液体/CO2混合物におけるリチウムの溶解析出と電池適用2016

    • 著者名/発表者名
      トマス モーガン・レスリー、加藤めぐみ、渡辺桂矢、伊藤彰香、渡辺健太、牧野貴至、金久保光央、獨古薫、渡邉正義
    • 学会等名
      第57回 電池討論会
    • 発表場所
      千葉県千葉市 幕張メッセ 国際会議場
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 溶融グライム-マグネシウム塩錯体の物理化学特性および電気化学特性2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木聡真、寺田尚志、獨古薫、渡邉正義
    • 学会等名
      第48回 溶融塩討論会
    • 発表場所
      新潟県新潟市 ときめいと
    • 年月日
      2016-11-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体類似特性を示すリチウム塩高濃度電解液への CO2溶解性と電池適用2016

    • 著者名/発表者名
      渡辺 健太,伊藤 彰香,加藤 めぐみ,多々良 涼一,トマス モーガン・レスリー,獨古 薫,渡邉 正義
    • 学会等名
      第48回 溶融塩討論会
    • 発表場所
      新潟県新潟市 ときめいと
    • 年月日
      2016-11-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Properties and lithium battery applications of solvate ionic liquid/CO2 binary mixtures2016

    • 著者名/発表者名
      Morgan L. Thomas, Katsuya Watanabe, Megumi Kato, Takashi Makino, Mitsuhiro Kanakubo, Kaoru Dokko, and Masayoshi Watanabe
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME2016)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physicochemical and Electrochemical Properties of Glyme-Na Salt Molten Complex/Hydrofluoroether Mixtures2016

    • 著者名/発表者名
      Shoshi Terada, Hiroko Susa, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME2016)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Compatibility of Polymer Binders with Solvate Ionic Liquid Electrolytes in Lithium-Sulfur Batteries2016

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Dokko, Toshitada Nakazawa, Ai Ikoma, Ryosuke Kido, Yuzo Kitazawa, Kazuhide Ueno, Masayoshi Watanabe
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME2016)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Contribution of I-/I3- and I3-/I2 redox couples to charge and discharge reactions of Li-oxygen battery with solvate ionic liquid electrolytes2016

    • 著者名/発表者名
      Azusa Nakanishi, Yuki Kobayashi, Ryoichi Tatara, Hoi-min Kwon, Morgan L. Thomas, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME2016)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical Properties of Glyme-Based Complex Electrolytes for Na and Mg Batteries2016

    • 著者名/発表者名
      Shoshi Terada, Hiroko Susa, Soma Suzuki, Yutaro Kamei, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 学会等名
      18th International Meeting on Lithium Batteries (IMLB 2016)
    • 発表場所
      Hyatt Regency Chicago, USA
    • 年月日
      2016-06-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Li-O2電池の放電生成物に電解質のアニオンが及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      權 會旻,多々良 良一,小田 佳樹,小林 祐貴,仲西 梓,Morgan L. Thomas,獨古 薫,渡邉 正義
    • 学会等名
      電気化学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-03-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶媒和イオン液体を電解質とするリチウム空気電池の充電過電圧の低減2016

    • 著者名/発表者名
      仲西梓,權會旻,小林祐貴,小田佳輝,多々良涼一,Morgan L. Thomas,獨古薫,渡邉正義
    • 学会等名
      電気化学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-03-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] リチウム空気電池における電解質および隔膜設計による水分ブロックの可能性2015

    • 著者名/発表者名
      小田佳輝, 小林祐貴, 多々良涼一, 權會旻, Morgan L. Thomas, 上野和英, 獨古薫, 渡邉正義
    • 学会等名
      第56回電池討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶媒和イオン液体を電解質とするリチウム空気電池の安定性向上2015

    • 著者名/発表者名
      權會旻、小田佳輝、小林祐貴、多々良涼一、上野和英、M. L. THOMAS、獨古薫、渡邉正義
    • 学会等名
      第56回電池討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-11-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Suppression of Water Sorption in Solvate Ionic Liquid Electrolyte for Li-Air Battery2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Oda, Yuki Kobayashi, Ryoichi Tatara, Hoi-min Kwon, Morgan L. Thomas, Kazuhide Ueno, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 学会等名
      8th Asian Conference on Electrochemical Power Sources (ACEPS-8)
    • 発表場所
      昆明, 中国
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solvate Ionic Liquid with I-/I3 Anion as Mediator for Li-Air Batteries2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kobayashi, Yoshiki Oda, Ryoichi Tatara, Hoi-min Kwon, Kazuhide Ueno, Morgan L. Thomas, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 学会等名
      8th Asian Conference on Electrochemical Power Sources (ACEPS-8)
    • 発表場所
      昆明, 中国
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lithium-Air Battery Using Solvate Ionic Liquid as Electrolyte2015

    • 著者名/発表者名
      Hoi-Min Kwon, Ryoichi Tatara, Kazuhide Ueno, Morgan L. Thomas, Kaoru Dokko, Masayoshi Watanabe
    • 学会等名
      6th Congress On Ionic Liquid (COIL-6)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-06-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] イオン液体研究最前線と社会実装2016

    • 著者名/発表者名
      獨古 薫,渡邉正義,他
    • 総ページ数
      335
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] ナトリウムイオン二次電池の開発と最新技術,第2編第10章 有機電解液の開発とナトリウムイオン二次電池への適用可能性2015

    • 著者名/発表者名
      獨古 薫,渡邉正義
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      技術教育出版社
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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