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2006 年度 実績報告書

ラジカルポリマーの合成と有機ラジカル電池の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17350061
研究機関早稲田大学

研究代表者

西出 宏之  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90120930)

研究分担者 須賀 健雄  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (10409659)
キーワード機能性高分子化学 / 高分子合成 / 電気・磁気的性質 / 電池 / 高分子機能材料
研究概要

(1)主鎖分子設計と酸化還元能ニトロキシド(TEMPO)を側鎖ラジカル種、ポリエーテル骨格を主鎖とする高分子は、電解液に不溶ながら適度に膨潤し、ガラス転移温度Tgは室温以下と低く、TEMPO置換ポリメタクリレートに比べ柔軟であった。炭素繊維集電体への密着性、相容性の向上により、ラジカル含有量の高い複合電極でも容量高い充放電挙動(8OAh/kg)を示した。また主鎖にポリノルボルネンを選択したラジカルポリマーでは、光架橋の導入によりレドックス薄膜が容易に作成でき、成形性を付与した新しい電極活物質となることを明らかにした。薄型かつ柔軟な有機ペーパー電池につながる知見であり、波及効果は極めて大きい。
(2)n型ラジカルポリマーの合成と負極特性評価昨年度に引き続き、ジフェニルニトロキシド誘導体を用いて置換基の電子的効果に基づくn型酸化還元能の発現、安定性を検証した。また、n型酸化還元能を有するポリ(ガルビノキシルスチレン)のを負極、ニトロキシド(例えばTEMPO)置換ポリマーを正極として試作したセルでは、両ラジカルポリマーの酸化還元電位差に対応する0.7Vに繰り返し安定な電位平坦部を示し、全有機から成る電池の動作をはじめて実証した。またガルビノキシルのエレクトロクロミック能は充放電状態のインジケーターとして機能することも明らかにした。
(3)正・負極ラジカルポリマーの量合成安定性、酸化還元電位、電子移動速度、容量密度などをパラメーターに、TEMPO置換ポリノルボルネン、ポリ(ガルビノキシルスチレン)のを選定し、電池試作用にグラムスケールでの大量合成を実施した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2007

すべて 雑誌論文 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Cathode- and Anode-Active Poly(nitroxylstyrene)s for Rechargeable Batteries : P and N-Type Redox Switching via Substituent Effects2007

    • 著者名/発表者名
      T.Suga, Y.-J.Pu, S.Kasatori, H.Nishide
    • 雑誌名

      Macromolecules in press

  • [雑誌論文] Photo-Crosslinked Nitroxide Polymer Cathode Leading to an Organic-Based Paper Battery2007

    • 著者名/発表者名
      T.Suga, H.Konishi, H.Nishide
    • 雑誌名

      Chemical Communications in press

      ページ: (DOI: 10.1039/b618710b)

  • [雑誌論文] Nitroxide-Substituted Polvether as a New Material for Batteries2007

    • 著者名/発表者名
      T.Suga, K.Yoshimura, H.Nishide
    • 雑誌名

      Macromolecular Symposia in press

  • [雑誌論文] 有機ラジカル電池;主鎖分子設計と電荷輸送2007

    • 著者名/発表者名
      須賀 健雄, 西出 宏之
    • 雑誌名

      超分子研究会アニュアルレビュー 27

      ページ: 12

  • [産業財産権] 電極活物質、電池および重合体2007

    • 発明者名
      西出宏之, 藤長将司, 岩佐繁之
    • 権利者名
      日本電気株式会社, 早稲田大学
    • 公開番号
      特開2007-35375
    • 出願年月日
      2007-02-08

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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