ポリマ-ブレンドにより発現した高分子固体電解質のイオン伝導率増大現象の解析

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02650636
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 折原 勝男 山形大学, 工学部, 助教授 (90007021)
• キーワード: ポリマ-ブレンド / 固体電解質 / ポリエチレンオキシド / ポリビニルアセテ-ト / 過塩素酸リチウム / 伝導率 / キャリア-密度 / 解離反応

研究概要

ポリエチレンオキシド(PEO)とLiClO_4からなる固相錯体にポリビニルアセテ-ト(PVAc)をブレンドしたときの効果を検討した。申請者らがブレンドによって約8培もの伝導率増大を見いだしたことが発端となっている。
平成2年度は、PVAcのブレンドによって、移動度は急激に低下し、逆にキャリア-密度が著しく増大する結果をえた。一方マトリックスポリマ-のブレンドによって、PEOのガラス転移点が僅かながら低下し、PEOの結晶性も低下したことから、移動度の大幅な現象は納得しにくく、問題が残された。
平成3年度はこの点を明らかにしようと計画した。はじめにPVAcブレンドによる伝導率変化の塩濃度依存制を検討した。一般に高分子固体電解質の伝導率は塩濃度と共に増すが、ある濃度以上で再び低下する。これはマトリックスの塩解離能力に限果と、未解離塩によるキャリアー移動の妨害を示唆している。しているためと考えられる。この時の臨界塩濃度が、PVAcのブレンドによって高濃度域にシフトすることが分かった。このことはPVAcのブレンドが塩の解離定数を大幅に増した、すなわちキャリア-密度が大幅に増したとする昨年の結果を支持した。今後移動度の低下さえ押さえれば、大幅な伝導率の向上が見込まれる。これはこの試料の電気自動車用バッテリ-や高信頼性のエレクトロクロミック素子への応用につながる。さらに、これらの結果は、いま萌芽期にある高分子個体溶媒中の塩の解離反応に貴重な新しい事実を提供したことにもなる。
他方、ブレンド効果はカオチンキャリア-のサイズに対して一様とならず、従来の通念に反して、アニオンキャリア-の可能性を提起した。

研究成果

• [文献書誌] K.Orihara,et.al.: "Nonlinear Effects on the Ionic Conductivity of Poly(ethylene oxide)Lithium perchlorate Complexes Caused by the Blending of poly(vinyl aeetate)" J.Macromol.Scl.ーChem.A27. 1217-1224 (1990)
• [文献書誌] K.Orihara: "The Blending Effect of Poly(vinyl acetate)in The Solid State Compiexes of LiClO_4 and Poly(ethylcneoxide)" Advanced Polymer Malerials. (1992)
• [文献書誌] K.Orihara,et.al.: "Grass Transition Change of The Solid State Complexes of Poly(ethylene oxide)and LiClO_4 by The Blending of Poly(vinvl acetate)" Makromol.Chem.,Rapid Comn..(1992)
• [文献書誌] K.Orihara,et.al.: "The Ionic Conductivity of The highly Oriented Crystal in The Complexes of Poly(ethylene oxide)and LiClO_4" Makromol.Chem.,Rapid Comn.(1992)
• [文献書誌] K.Orihara,et.al.: "The Change of The MObility and The Dcnsity of Carriers in The Complexes of Poly(ethylene oxide) and LiClO_4 by The Blending of Poly(vinyl acetate)" Makromol.Chem.,Rapid Comn.(1992)
• [文献書誌] K.Orihara,et.al.: "The Influence of carrier Size and Salt Concentration on The Blending Effect for of Poly(vinyl acetate)in The Polymeric Solid Electrolyte" Makromol.Chem.,Rapid comn.(1992)
• [文献書誌] K.Orihara,et.al.: "The Molecullar Weight Dependence of The Blending Effect of Poly(vinyl acetate)for the Ionic Conductive Increase in The Polymeric Solid Electrolyte" Makromol.Chem.,Rapid Comn.(1992)
• [文献書誌] K.Orihara,et.al.: "Temperature Dependence of The Blending Effect of Poly(vinyl acetate)for The Ionic Conductivity in The Complexes of Poly(ethylene oxide)and LiClO_4" Makromol.Chem.,Rapid Comn.(1992)