| 研究課題/領域番号 |
03453086
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
竹原 善一郎 京都大学, 工学部, 教授 (00025892)
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| 研究分担者 |
内本 喜晴 京都大学, 工学部, 助手 (50193909)
金村 聖志 京都大学, 工学部, 助手 (30169552)
小久見 善八 京都大学, 工学部, 教授 (60110764)
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| キーワード | リチウム二次電池 / ポリアニリン / 電解重合 / 非水溶媒 / アニリン / 四フッ化ホウ素酸塩 / 拡散 / 充放電特性 |
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| 研究概要 |
ポリアニリンを正極活物質とする非水溶媒を用いたリチウム二次電池の充放電特性を向上させるためには、ポリアニリンの合成条件の検討が必要である。一般にポリアニリンはアニリンの酸性水溶液中での電解重合により行なわれる。この方法では電解重合時にポリアニリンの分解が生じたり、水分をリチウム電池内に混入させたりする可能性があり、電池機能材料として適さない重合方法である。このために、酸性水溶液ではなく非水溶媒中での電解重合が検討されてきた。しかし、酸性水溶液と同等の活性があるポリアニリンを作成することは困難であると考えられてきた。そこで、本研究では、非水溶媒系での重合について重合反応機構の立場から考察を加えた。その結果より、非水溶媒中での電解重合時にアニリンを導入するのではなく、四フッ化ホウ素酸とアニリンより合成した四フッ化ホウ素酸アニリンを導入する方法を提案し、プロピレンカーボネートを用いて一定電流の条件で電解重合を行ったところ、電極上に重合生成物が得られ、分析の結果ポリアニリンが生成していることがわかった。また、電気化学的な活性について調べた結果、水溶液で重合したポリアニリンと同程度に活性のあるポリアニリンが得られていることがわかった。しかし、大電流での放電特性は水溶液で合成したものより劣っていた。これは、生成したプロピレンカーボネート中で電解重合によって得られたポリアニリンの形態が水溶液中で合成されたものとかなり異なっていたためと考えられる。すなわち、水溶液中で得られるポリアニリンは比表面積が大きいフィブリル構造であるのに対して、非水系で重合したものはブッロク状の塊の集合体であった。そこで、溶媒の種類を変えて電解重合を行ったところ、アセトニトリル中での電解重合によりフィブリル形状のポリアニリンが合成できることがわかった。充放電試験を行い、その電池特性について調べた結果、大電流での放電においても優れた結果が得られた。
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