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本研究では、負極活物質として電極反応速度が大きく、還元ドープにより高容量が期待できる新規なn型活性ポリマーを設計・合成することを目的とする。具体的には、還元電位と電子移動速度を制御して、n型活性なポリマーを探索した。n型ドープ状態の安定化に働く各種因子を解明し、卑な電位で安定度高く電子貯蔵できるポリマーを合成した。さらに、安定ラジカル種に関する申請者の従来知見を活用し、ニトロニルニトロキシド、フェノキシル、ガルビノキシルおよびセミキノンラジカルへと拡張し、斬新なn型活性物質群として確立した。
(1)n型ポリマーの合成
前年度に選定されたn型活性なレドックス席を有するメタ(ア)クリレード、スチレン誘導体などを合成し、対応するポリマーを得た。カルボニル基が隣接位に置換したアシルニトロキシドモノマーは、対応するヒドロキシルアミンを出発物として、酸クロ法により保護基、ビニル基を導入して得た。重合後、ベンゾイル基の脱保護、酸化を経てニトロキシドポリマーを得た。
(2)n型ラジカルポリマーの拡張
ガルビノキシルおよびフェノキシルとの関連から、キノン/セミキノンラジカルをレドックス席に有するポリマーを合成した。セミキノンラジカルの安定度の向上と、キンヒドロン生成の抑制が期待できる主鎖型および剛直なペンダント構造を有するポリマーを合成した。
(3)全有機二次電池の試作
ポリマー膜内の電子・イオンの拡散過程を解析し、負極活物質と導電性部材との複合化について検討した。
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