超濃厚電解質溶液のイオンペア生成制御による4V級二次電池用水系電解液の分子設計

• 研究課題/領域番号: 24K01608
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分36020:エネルギー関連化学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 牧 秀志 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (30283873)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2027年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2026年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2025年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2024年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
• キーワード: イオン対 / 電位窓 / イオンペア / 水素結合ネットワーク / 活量

研究開始時の研究の概要

現状では有機電解液を用いるため燃焼性を有するリチウムイオン電池等の４V級二次電池の安全性向上を実現するため「不燃性の水を溶媒とする電解液の分子設計の確立」を目指す。具体的には、①水の耐電気分解性を著しく低下させるイオンペア生成の極小化、②イオンペア生成がもたらす水分子の水素結合ネットワーク構造強化の回避、そして③イオンペア生成による水の活量上昇の抑制、を行う。そしてこれらが水の電位窓拡大機構や電気分解時の過電圧発生機構に与える影響の定量的評価を実施する。以上によって広範な駆動温度領域を有し、かつ耐電気分解性能に優れた二次電池及び電析用の水系電解液創出のための、特に分子論的な要素技術を構築する。