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2005 年度 実績報告書

メカノケミカル法による高イオン伝導性無機硫化物-ポリマーハイブリッドの創製

研究課題

研究課題/領域番号 16760549
研究機関大阪府立大学

研究代表者

林 晃敏  大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (10364027)

キーワードメカノケミカル法 / ハイブリッド / 固体電解質 / 全固体電池 / イオン伝導体 / 硫化物 / ガラス / リチウム電池
研究概要

本年度は、ポリマーの分子量や種類を変えて、新規な硫化物ガラス-ポリマーハイブリッド電解質の合成を行い、局所構造および導電率について調べた。
ポリマーとしてポリエーテルを用いたところ、ハイブリッド化によるガラスの導電率の向上が困難であった。ポリマー中のエーテル酸素がリチウムイオンのトラップサイトとして働くことが主な原因と考え、非エーテル系のアルカンジオールについて検討した。昨年度決定したハイブリッド化のためのメカノケミカル条件を用いて、リチウムイオン伝導性70Li_2S-30P_2S_5(mol%)ガラスと様々な分子量をもつアルカンジオールを反応させた。得られた試料は、FT-IR測定よりP-O-C結合に帰属できるバンドが観測され、またジオール類の末端OH基に帰属されるバンドが消失していたことから、ガラスとジオール類が反応してハイブリッド化していることを確認した。また、熱分析の結果より、ハイブリッド電解質は母ガラスよりも低いガラス転移温度(Tg)を示すことがわかった。
交流インピーダンス法を用いて導電率を求めたところ、2mol%の1,4-butanediolを添加することによって、ガラスの導電率を増大させることに成功した。得られたハイブリッドは、ガラスに比べて約1.5倍大きな9.7×10^<-5> S cm^<-1>の室温導電率を示した。この結果から、ガラスとアルカンジオールのハイブリッド化により、T_gを低下させることによって導電率が向上したものと考えられる。また用いるジオールの分子量について検討した。アルカンジオールHO-(CH_2)_n-OHにおいて、nが小さくなる、つまり鎖長が短いほど導電率は増大傾向を示し、n=2のハイブリッドの導電率は1.1×10^<-4> S cm^<-1>となった。
今後は、局所構造解析によるハイブリッド化の反応プロセスの解明とハイブリッド電解質のリチウムイオン輸率の決定、ならびに全固体電池への応用について検討する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2005

すべて 雑誌論文 (8件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] New, Highly Ion-Conductive Crystals Precipitated from Li_2S-P_2S_5 Glasses2005

    • 著者名/発表者名
      F.Mizuno
    • 雑誌名

      Adv.Mater. 17 [7]

      ページ: 918-921

  • [雑誌論文] All-solid-state Lithium Secondary Batteries with SnS-P_2S_5 Negative Electrodes and Li_2S-P_2S_5 Solid Electrolytes2005

    • 著者名/発表者名
      A.Hayashi
    • 雑誌名

      J.Power Sources 146

      ページ: 496-500

  • [雑誌論文] Design of Composite Positive Electrode in All-solid-state Secondary Batteries with Li_2S-P_2S_5 Glass-ceramic Electrolytes2005

    • 著者名/発表者名
      F.Mizuno
    • 雑誌名

      J.Power Sources 146

      ページ: 711-714

  • [雑誌論文] Electrical and Electrochemical Properties of Li_2S-P_2S_5-P_2O_5 Glass-ceramic Electrolytes2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ohtomo
    • 雑誌名

      Power Sources 146

      ページ: 715-718

  • [雑誌論文] Mechanochemical Synthesis of Lithium Ion Conducting Glasses and Glass-Ceramics in the System Li_2S-P-S2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ohtomo
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 176

      ページ: 2349-2353

  • [雑誌論文] 硫化物系ガラスセラミック固体電解質の高リチウムイオン伝導性2005

    • 著者名/発表者名
      林 晃敏
    • 雑誌名

      金属 75[4]

      ページ: 351-354

  • [雑誌論文] Effects of Conductive Additives in Composite Positive Electrodes on Charge-Discharge Behaviors of All-Solid-State Lithium Secondary Batteries2005

    • 著者名/発表者名
      F.Mizuno
    • 雑誌名

      Electrochem.Soc. 152 [8]

      ページ: A1499-A1503

  • [雑誌論文] New Lithium-Ion Conducting crystal Obtained by Crystallization of the Li_2S-P_2S_5 Glasses2005

    • 著者名/発表者名
      F.Mizuno
    • 雑誌名

      Electrochem. Solid-State Lett. 8 [11]

      ページ: A603-A606

  • [図書] ナノコンポジットマテリアル2005

    • 著者名/発表者名
      辰巳砂昌弘, 林 晃敏
    • 総ページ数
      221-226
    • 出版者
      フロンティア出版
  • [図書] ナノマテリアル工学大系 第1巻ニューセラミックス・ガラス2005

    • 著者名/発表者名
      辰巳砂昌弘, 林 晃敏
    • 総ページ数
      90-97
    • 出版者
      フジ・テクノシステム

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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