常温溶融錯体に基づく新規イオン液体型イオン伝導体の創製

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H06053
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 横浜国立大学 (2017-2019); 山口大学 (2016)
• 研究代表者: 上野 和英 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30637377)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: イオン液体 / リチウム二次電池 / 電解液

研究成果の概要

リチウム塩溶媒和物をイオン液体系電解質「溶媒和イオン液体」として捉え、これを基に次世代二次電池の実現に向けた新しい電解液の設計コンセプトを提案することを目的とした。具体的な成果として、溶媒和イオン液体の概念を確立するとともに、低誘電率で弱配位性の希釈溶媒をリチウム塩溶媒和物に加えることで、イオン伝導率を従来の有機電解液レベルまで増加させた。また、カチオン、アニオン共に錯イオンからなる新しい酸化還元性溶媒和イオン液体を創製し、これをカソライトとした半液体型リチウム系二次電池を実証した。さらに、高分子やナノ粒子と複合化させることで溶媒和イオン液体の擬固体化にも成功した。

自由記述の分野

電気化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では次世代高容量・高信頼性二次電池の実現に向けた新しい電解液の設計コンセプトを提案することを目的とした。具体例として、リチウム塩が高濃度で溶媒和と混合したリチウム塩溶媒和物の溶融状態を新しいイオン液体「溶媒和イオン液体」として捉え、従来の電解液との溶液構造的および機能的な類似点や相違点を実験的に明らかにした。これにより新たなイオン液体群としての溶媒和イオン液体の物性概念を各種実験パラメータによって整理した。また、この概念を元に、これまでにない新しい機能性電解液の設計指針を提案し、そのリチウム系二次電池としての優れた特性を示すことを明らかにした。