| 研究概要 |
難揮発性,難燃性の新規電解質としてのイオン液体の分子設計指針を得るべく,新規なイオン液体の合成を通じて,粘度や融点とイオン液体構造等の物性,電位窓等の電気化学特性とイオン構造の相関について検討してきた。今年度は,Li金属とLiCoO_2正極からなるLi二次電池レート特性(充放電電流密度依存性)に及ぼすイオン液体構造との相関について特にアニオン種の及ぼす影響について詳細に検討した。その結果,昨年報告したFSAアニオンからなるイオン液体が最も優れた特性を示すが,ほぼ同じ粘性を示すC_2F_5BF_3からなるイオン液体では従来検討していたより高粘性のTFSAアニオンからなるイオン液体と同程度の低いレート特性にとどまった。Li^+のイオン液体中での輸送特性は粘性に単純に比例することが電気化学測定によって分かったため,これらの相違は電極界面抵抗が単にイオン液体の粘性に依存せず,アニオン種の構造によって大きく事なるためであることが,交流インピーダンス測定の結果から明らかとなった。そこで電極とイオン液体の接触界面についての第一原理計算としてLi金属-イオン液体界面構造についての検討についてまずEMI-BF_4/Li界面について,Li(110)面との相互作用を第一原理計算(密度汎関数理論に基づくPAW法スーパーセル計算)を検討した。一方,アニオン種をTFSAに固定し,.総炭素数を8に固定した脂肪族四級アンモニウム塩における緒特性及び電池特性についても検討し,粘度がカチオン構造によって大きく変化すること,また電池特性(充放電サイクル特性)はカチオンの構造に依存する事が分かった。
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