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二酸化炭素/エポキシド共重合体型電解質の創製と特異的なイオン伝導挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25288095
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関東京農工大学

研究代表者

富永 洋一  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30323786)

研究分担者 中野 幸司  東京農工大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70345099)
連携研究者 中村 暢文  東京農工大学, 大学院工学研究院, 教授 (60313293)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2014年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2013年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード固体高分子電解質 / ポリカーボネート型電解質 / 二酸化炭素/エポキシド共重合体 / リチウムイオン二次電池 / ポリマーバッテリー / イオン伝導度 / リチウムイオン輸率 / リチウムイオン電池 / 二酸化炭素 / ポリカーボネート / イオニクス / イオン伝導性高分子
研究成果の概要

本研究では、CO2/エポキシド共重合体に見られるイオン伝導挙動の特異性を解明することを目的とした。高塩濃度のポリエチレンカーボネート電解質における特徴的なイオン伝導度の上昇は、α緩和(セグメント運動)に関与しないイオン種が高分子鎖の絡み合いをほぐすことでセグメント運動が活性化し、速くなったセグメントがイオンと共に協同的な運動をするために起こることが示唆された。エーテル含有量が約30%の共重合体は、それぞれのホモポリマーの電解質よりも優れたイオン伝導度を示すことが分かった。得られた電解質のLiイオン輸率は0.7以上を示し、優れた電池特性を示すことが分かった。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Effect of oxyethylene side chains on ion-conductive properties of polycarbonate-based electrolytes2016

    • 著者名/発表者名
      T. Morioka, K. Ota, Y. Tominaga
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 84 ページ: 21-26

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2015.12.036

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dielectric relaxation behavior of a poly(ethylene carbonate)-lithium bis-(trifluoromethanesulfonyl) imide electrolyte2015

    • 著者名/発表者名
      J. Motomatsu, H. Kodama, T. Furukawa, Y. Tominaga
    • 雑誌名

      Macromolecular Chemistry and Physics

      巻: 216 号: 15 ページ: 1660-1665

    • DOI

      10.1002/macp.201500125

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A poly(ethylene carbonate)/lithium bis(fluorosulfonyl)imide/titanium oxide composite electrolyte containing a pyrrolidinium-based ionic liquid2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kimura, Y. Tominaga
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 66 号: 39 ページ: 15-20

    • DOI

      10.1149/06639.0015ecst

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrochemical properties of a novel poly(ethylene carbonate)-lithium bis-(trifluoromethanesulfonyl) imide composite electrolyte filled with silica nanofiber2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kimura, H. Matsumoto, J. Hassoun, S. Panero, B. Scrosati, Y. Tominaga
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Polycarbonate-based electrolytes2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Tominaga
    • 学会等名
      XV International Symposium on Polymer Electrolytes
    • 発表場所
      Uppsala Consert & Congress (Uppsala, Sweden)
    • 年月日
      2016-08-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Correlation Between Solvation Structure and Ion-Conductive Properties of Highly-Concentrated Poly(ethylene carbonate)-Based Electrolytes2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kimura, Y. Tominaga
    • 学会等名
      18th International Meeting on Lithium Batteries
    • 発表場所
      Hyatt Regency (Chicago, USA)
    • 年月日
      2016-06-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリエチレンカーボネート電解質のイオン伝導特性におけるフュームドシリカの添加効果2016

    • 著者名/発表者名
      船越由惟子, 富永洋一
    • 学会等名
      平成28年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カーボネート型濃厚高分子電解質の電気化学特性とイオン溶存状態2016

    • 著者名/発表者名
      木村謙斗, 富永洋一
    • 学会等名
      平成28年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] プロピレンカーボネート/プロピレンオキシド共 重合体のイオン伝導特性2016

    • 著者名/発表者名
      古賀舞都, 橋本啓輔, 富永洋一
    • 学会等名
      平成28年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カーボネート型濃厚高分子電解質の特異的な誘電緩和挙動の解析2016

    • 著者名/発表者名
      古賀舞都, 本松譲, 児玉秀和, 古川猛夫, 富永洋一
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 共重合比率の異なるエチレンオキシド/エチレンカー ボネート共重合体のイオン伝導特性2016

    • 著者名/発表者名
      森岡孝至, 中野幸司, 富永洋一
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カーボネート型濃厚高分子電解質のイオン伝導特性に及ぼす溶媒和構造の影響2016

    • 著者名/発表者名
      木村謙斗, 富永洋一
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 比表面積の異なるフュームドシリカを充填したポリエチレンカーボネート電解質複合体の基礎物性測定2016

    • 著者名/発表者名
      船越由惟子, 富永洋一
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Poly(ethylene carbonate)-based composite electrolytes for all-solid-state lithium polymer batteries2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kimura, Y. Tominaga
    • 学会等名
      The International Chemial Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center (Honolulu, USA)
    • 年月日
      2015-12-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二酸化炭素/エチレンオキシド共重合体の合成とリチウムイオン電池特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      森岡孝至, 富永洋一
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜開港記念会館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ポリエチレンカーボネート型電解質におけるリチウムイオン伝導に対する無機フィラー及びアニオンの効果2015

    • 著者名/発表者名
      古賀舞都, 富永洋一
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜開港記念会館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ポリカーボネート型濃厚電解質のイオン伝導挙動の解析2015

    • 著者名/発表者名
      本松譲, 児玉秀和, 古川猛夫, 赤井伸行, 富永洋一
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学・川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ポリエチレンカーボネート型電解質の電気化学特性とイオン溶存状態の相関2015

    • 著者名/発表者名
      木村謙斗, 富永洋一
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学・川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] エチレンオキシド/エチレンカーボネート共重合体のイオン伝導特性2015

    • 著者名/発表者名
      森岡孝至, 中野幸司, 富永洋一
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学・川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高Liイオン伝導性ポリカーボネート型電解質の開発と蓄電池材料への展開2015

    • 著者名/発表者名
      富永洋一
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学・川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂肪族ポリカーボネート型電解質へのエーテル側鎖導入効果2015

    • 著者名/発表者名
      森岡孝至, 太田啓介, 富永洋一
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ionic conduction and dielectric relaxation in poly(ethylene carbonate)-Li salt electrolytes2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Tominaga
    • 学会等名
      227th ECS Meeting
    • 発表場所
      Hilton Chicago (Chicago, USA)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Poly(ethylene carbonate)-based composite electrolytes containing ionic liquids and inorganic fillers2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kimura, Y. Tominaga
    • 学会等名
      227th ECS Meeting
    • 発表場所
      Hilton Chicago (Chicago, USA)
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリエチレンカーボネート型Mg電解質のイオン伝導特性2015

    • 著者名/発表者名
      木村謙斗, 富永洋一
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of ion-conductive polymer electrolytes for flexible batteries2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Tominaga
    • 学会等名
      The Materials Research Society of Indonesia Meeting
    • 発表場所
      Bali, Indonesia
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 広帯域誘電分光法によるポリカーボネート型電解質のダイナミクスに関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      本松譲, 児玉秀和, 古川猛夫, 富永洋一
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学・文教キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Novel ion-conductive solid polymer electrolytes and composites2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Tominaga
    • 学会等名
      2014 EMN Meeting
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2014-06-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリカーボネート型電解質の広帯域誘電分光および動的粘弾測定2014

    • 著者名/発表者名
      本松譲、児玉秀和、古川猛夫、富永洋一
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ポリプロピレンカーボネート電解質のイオン伝導度に及ぼすエーテル含有量の影響2014

    • 著者名/発表者名
      橋本啓輔、丹野理華、中野幸司、富永洋一
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Li-ion conductive poly(ethylene carbonate)-based electrolytes and composites for novel battery materials2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Tominaga, K. Yamazaki, V. Nanthana
    • 学会等名
      17th International Meeting on Lithium Batteries
    • 発表場所
      Como (Italy)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Fast Li-ion conductive polycarbonate-based electrolytes2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Tominaga
    • 学会等名
      XIV International Symposium on Polymer Electrolytes
    • 発表場所
      Geelong (Australia)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dielectric relaxation bahevior of polycarbonate-based electrolytes2014

    • 著者名/発表者名
      J. Motomatsu, H. Kodama, T. Furukawa, Y. Tominaga
    • 学会等名
      XIV International Symposium on Polymer Electrolytes
    • 発表場所
      Geelong (Australia)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Liイオン伝導性に優れるカーボネート型高分子電解質

    • 著者名/発表者名
      富永洋一、山﨑憲太、橋本啓輔、本松譲、太田啓介、ナンタナーワンナサー
    • 学会等名
      電気化学会第81回大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 二酸化炭素を用いた化学品製造技術 (担当項:二酸化炭素を原料利用した固体高分子電解質の研究開発)2016

    • 著者名/発表者名
      古賀舞都, 富永洋一
    • 総ページ数
      305
    • 出版者
      S&T出版
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 二酸化炭素/エポキシド共重合体の合成とSPEとしての機能化

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~tominaga/main/research/1-3_CO2.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 固体電解質および電池2015

    • 発明者名
      森岡孝至, 中野幸司, 富永洋一
    • 権利者名
      リンテック株式会社, 東京農工大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-163579
    • 出願年月日
      2015-08-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 脂肪族ポリカーボネート樹脂, 固体電解質, およびリチウムイオン二次電池2015

    • 発明者名
      森岡孝至, 太田啓介, 富永洋一
    • 権利者名
      リンテック(株)、東京農工大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-02-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 脂肪族ポリカーボネート樹脂, 固体電解質, およびリチウムイオン二次電池2014

    • 発明者名
      森岡孝至, 富永洋一
    • 権利者名
      リンテック(株)、東京農工大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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