| 研究実績の概要 |
シート積層全固体デバイスの有効性を提示することを目的に、以下の項目を実施した。
1．プロトン型電気化学キャパシタ： 電極材料としてRuO2および層状(Co,Ni,Mn)酸化物、プロトン導電性電解質材料としてAl-Mg 層状複水酸化物（LDH）を用い、すべてナノシート積層薄膜で構成した電気化学キャパシタを作製した。正極・負極を同一基板面上に水平配置型とした構造、および、異なる基板上に形成した正極・負極を貼り合わせて対面配置型とした構造について、特性比較を行った。対面配置型では内部抵抗が低減され、水平配置型よりも大きな放電容量と高速な充放電特性を発現した。高速の電極特性を確認するため、RuO2ナノシート単層膜について溶液中および固体電解質を用いて特性評価を行った。硫酸水溶液中において、厚さ1 nmの単層膜電極では通常時の1000倍の電流密度でも90%の放電容量を維持した。LDH固体電解質を用いた場合でも同様な結果が得られ、ナノシート薄膜電極の有用性が示された。さらに、プロトン活性物質（アントラキノンスルホン酸ナトリウム：AQS）を含む電子導電性ポリマーを用いた負極の特性を評価した。AQS添加量が40 wt%のときにAQSが導電性ポリマー中で高分散し、理論容量の約80%を発現した。この負極を用いた全固体電気化学キャパシタは、液体電解質中と同様な充放電特性を示し、優れた曲げ変形耐性も確認された。
2. リチウムイオン電池： スピネル構造リチウムマンガン酸化物およびチタン酸リチウムを正極・負極とし、固体電解質としてモンモリロナイトLiイオン交換体（Li-MMT）ナノシート積層膜を用いた素子を作製した。この素子はリチウムイオン電池の特性を示し、その容量は小サイズのLi-MMTナノシートを用いたものほど大きくなる傾向を示した。
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