研究課題
基盤研究(C)
イオン点間分子量が3200で対アニオンがCF_3SO_3^-のジメチルアンモニウム基を有するポリ(オキシテトラメチレン)アイオネンエラストマー(DPI)に、(CF_3SO_2)_2NLiをドープしてイオン伝導特性を評価した結果、10〜50℃では[Li]/[-O-]=0.1の試料が最も高い導電率を示し、30℃で8.5×10^<-6>S/cm、80℃で9.7×10^<-5>S/cmのイオン伝導性を示した。イオン伝導はWLF式によってほぼ表すことができ、DPIマトリックス中での室温以上のイオン移動は高分子セグメントのモビリティに依存した。DPI固体電解質のカチオン輸率は、(CF_3SO_2)_2NLiを[Li]/[-O-]=0.1の濃度でドープした試料で0.50と決定でき、ポリ(オキシエチレン)/(CF_3SO_2)_2NLi系より高いことが判った。DPIは、(CF_3SO_2)_2NLiをドープしていない場合100%伸長時における応力が0.2MPaで、破断伸びが530%の、引張物性を示した。塩をドープすると試料は柔らかい物質となったが、取り扱い容易な材料であった。さらにリチウムイオン点を持つシリカ(Si-Li)を複合化した試料についても同様の評価を行った結果、DPIにTFSIをドープした系では塩濃度の減少と共に室温の導電率は上昇し、低温領域では[Li^+]/[-O-]=0.2で最も高い導電率を示した。Liカチオン輸率もこの系で最も高かく、力学的性質と加工性の良い固体電解質であった。また、ポリエチレングリコールとリチウムクロロボラサイトを複合化して作製した有機/無機固体電解質は、30℃で1.6x10^<-6>S/cm、80℃で2.0x10^<-5>S/cmの導電率を示した。この系への(CF_3SO_2)_2NLiの添加は導電率を上昇させた。高分子量ポリ(オキシエチレン)に過塩素酸リチウムをドープした系で延伸により導電率が上昇すること、ヒドリンゴム固体電解質で81モル%のポリ(オキシエチレン)含量の試料の導電率が最も優れていたことも明らかにした。
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