| 研究課題/領域番号 |
21K14696
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分35030:有機機能材料関連
|
|---|
| 研究機関 | 愛媛大学 |
|---|
研究代表者 |
吉村 彩 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (50772696)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
|
|---|
| キーワード | 正極活物質 / 二次電池 / 有機材料 / 重合 / 高サイクル特性 / 電解重合 / テトラチアフルバレン / 酸化還元 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
近年、リチウムイオン二次電池の正極活物質として、環境負荷が小さく多彩な分子設計が可能な有機材料が注目されている。しかし、有機材料は一般に電解液に対する溶解性が高くサイクル特性が優れない。本研究では、重合点を有する酸化還元活性な分子に着目し、正極の内部で重合させ溶解性を低下させることでこの課題の解決を図る。本研究の標的分子は、サイクル特性の改善だけでなく、高容量、高エネルギー密度も示すように設計されており、将来的に高性能な二次電池用新材料の開発に繋がる。
|
| 研究成果の概要 |
二次電池の正極活物質として、環境負荷が小さく多彩な分子設計が可能な有機材料が注目されているが、電界液に溶解するためにサイクル特性が低いことが問題となっている。本研究では、溶解性の高さを改善し、高い容量、高いサイクル特性、高いエネルギー密度を同時に満たす有機分子の開発を目指した。始めに、これまでに合成していた周辺にトリフェニルアミン部位を有するテトラチアフルバレンに加えて、さらに高い容量を示す分子を設計・合成し、それらの充放電特性およびサイクル特性を測定した。その結果、分子内に十分な数の重合部位を有している化合物について、高いサイクル特性を示すことを確認した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
酸化還元活性な有機化合物は有機二次電池の電極材料に利用できることから，多くの有機化学者および材料科学者がこの研究分野に参画している。しかしながら、未だ有機材料の溶解性の高さを改善し、高い容量、高いサイクル特性、高いエネルギー密度を同時に満たす有機分子の開発には至っていない。本研究によって得られた知見は、これらの性能を満たす有機正極活物質の創製に向けた新たな分子設計指針を提供するものであり、有機正極活物質の将来的な普及に向けて有益な研究成果が得られたと言える。
|
