| 研究課題/領域番号 |
18K14183
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 (2019)
早稲田大学 (2018) |
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研究代表者 |
大越 昌樹 兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 客員研究員(研究員) (00760860)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 二次電池 / 電解液 / 溶液構造 / 超濃厚電解液 / 分子シミュレーション / 理論化学 / 分子動力学 / 量子化学 / 電子状態理論 |
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| 研究成果の概要 |
リチウムイオン二次電池やその代替となるナトリウムイオン二次電池の性能向上に向けて、電解液の最適化は重要な要素である。本研究課題では、新奇電解液として有望な超濃厚電解液の物理化学的特性を理論化学シミュレーションに基づいて解析した。
本研究により、超濃厚電解液では特徴的なネットワーク構造を有すること、その組み替えによってキャリアイオンが伝導すること、その時定数が数十ps程度であることが見出された。詳細な解析から、電解質を構成する有機アニオンのわずかな化学的構造の違いによってネットワーク構造の稠密性が変化し、マクロなキャリアイオン伝導度にも影響することがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
リチウムイオン電池に代表される二次電池は、現代社会に不可欠なエネルギー技術である。その需要は拡大し続けており、性能向上が望まれている。特に、電池を構成する主要部材である正極・負極・電解液の最適設計が望まれる。
電解質濃度を通常の3倍以上にまで高めた超濃厚電解液は、従来の電解液とは質的にも異なる新規電解液として期待されている。本研究では、その物理化学的性質を理論化学的手法に基づいて明らかにした。
本研究が見出した特異的なネットワーク様の溶液構造と、その変調によるキャリアイオン拡散機構、また電解質分子のミクロな化学的性質と溶液のマクロな性質の連関は、超濃厚電解液の最適設計に向けた指針となる。
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