超高速酸素ガス供給を指向したリチウム空気電池向け新規電解液の開発

• 研究課題/領域番号: 24K08585
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 成蹊大学
• 研究代表者: 齋藤 守弘 成蹊大学, 理工学部, 教授 (20408719)
• 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: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2027年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2026年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: リチウム空気電池 / 超高速酸素ガス供給 / 電解液溶媒 / リチウム塩 / フッ素含有化合物

研究開始時の研究の概要

本研究では、特に電解液中の溶存酸素量やO2ガス拡散性を検討する。溶媒種やアニオン種の異なるLi塩による電解液を種々調製し、溶液特性を調査した上でLABセルへ応用し放充電特性を評価する。また、空気極のFE-SEM観察から、O2ガス供給速度とLi2O2の生成分解挙動の相関性を明らかにする。一方、第一原理計算から各組成に対する溶媒和構造を考察し、溶存酸素量やO2ガス拡散性の違いを議論すると共に、有限要素法によるモデル解析からLi2O2の生成分解やその可逆性、放充電特性との相関性を精査する。最終的に、実測知見とシミュレーション解析の結果を基に、新規溶媒やLi塩を設計・合成し、LABの性能向上に資する。