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リチウムシングルイオン伝導性高分子はリチウム二次電池用電解質材料として期待されているが、一般にイオン伝導度は低い。本研究では、リチウムシングルイオン伝導性を飛躍的に向上させた高分子固体電解質を開発することを目的とする。
移動するカチオンと高分子鎖に固定されたアニオンとの間のイオンペアリングを弱めた有機シロキシアルミナート構造を有する高分子固体電解質を、シランジオールと水素化リチウムアルミニウムとの低温反応により合成できた。構造とリチウムイオン伝導度との関係明らかにした。また、クリプトフィックスの添加、リチウムイオンの一部を嵩高い第四級アンモニウムイオンでイオン交換することにより、イオン伝導度がかなり上昇することも見い出した。また、シランジオールを経由しないより簡便な合成法によっても、同程度のイオン伝導度が得られた。
これらの結果より、テトラシロキシアルミナート構造を有する高分子電解質を合成することによって、従来の材料に比べ最も高いリチウムシングルイオン伝導度を達成できた。今後さらに、中心アニオン原子を変えることも可能で、種々のアート錯体構造を有する高分子固体電解質の開発を進める予定である。
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