イオン液体の物性を活かした次世代蓄電池の構築

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24750192
• 研究機関: 一般財団法人電力中央研究所
• 研究代表者: 関 志朗 一般財団法人電力中央研究所, 材料科学研究所, 主任研究員 (70371325)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: イオン液体 / 革新電池

研究実績の概要

実施計画に基づき、以下３つの研究項目について研究・開発を進めた。
① イオン液体の物理化学的性質の一般化：トリアルキルアンモニウム系ILの静的特性・輸送特性に関する知見について取りまとめ、学術論文の投稿・公開（J.Phys.Chem.B誌）を行った。さらなる一般化を目的とした混合イオン液体の物理化学特性を広範に測定し、静的な物性パラメータについては、その物性過剰量（理想値からのズレ）はプラスマイナス0.5%以内程度であることを見出した。工学上も有用な知見であると考えられる。
② イオン液体のリチウム二次電池用電解質としての高性能化実証：Li-S電池への展開、ハイブリッドキャパシタへの展開などを実施し、いずれの場合にもおいても高い充放電可逆性を示すことに成功した。
③ 次世代エネルギー変換・貯蔵デバイスへの進化：各種金属カチオン系、各種アニオン系の諸物性の電解液の物性を広範に測定し、電解質塩の性質を系統的に把握できるようになった。今後の革新電池開発につながる成果である。

研究成果

• [雑誌論文] Structures of [Li(glyme)]+ complexes and their interactions with anions in equimolar mixtures of glymes and Li[TFSA]: analysis by molecular dynamics simulations (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Tsuzuki, W. Shinoda, M. Matsugami, Y. Umebayashi, K. Ueno, T. Mandai, S. Seki, K. Dokko, M. Watanabe
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 17 ページ: 126-129
  • DOI: 10.1039/C4CP04718D
  • 査読あり
• [雑誌論文] Static and transport properties of alkyltrimethylammonium cation-based room-temperature ionic liquids (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Seki,* S. Tsuzuki, K. Hayamizu, N. Serizawa, S. Ono, K. Takei, H. Doi, Y. Umebayashi
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry B 巻: 118 ページ: 4590-4599
  • DOI: 10.1021/jp500123q
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transport and electrochemical properties of three quaternary ammonium ionic liquids and lithium salts doping effects studied by NMR spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hayamizu,* S. Tsuzuki, S. Seki
  • 雑誌名: Journal of Chemical Engineering Data 巻: 59 ページ: 1944-1954
  • DOI: 10.1021/je500065k
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-energy X-ray diffraction and MD simulation study on the ion-ion iteractions in 1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(fluorosulfonyl)amide (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii,* S. Seki, K. Ohara, Y. Kameda, H. Doi, S. Saito, Y. Umebayashi
  • 雑誌名: Journal of Solution Chemistry 巻: 43 ページ: 1655-1668
  • DOI: 10.1007/s10953-014-0234-8
  • 査読あり
• [学会発表] イオン液体を用いた電気化学デバイスの研究・開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関 志朗
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 機械振興会館
  • 年月日: 2014-12-19
  • 招待講演
• [学会発表] 正極と電解質界面のインピーダンス特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関 志朗
  • 学会等名: 2014年電気化学会関東支部セミナー
  • 発表場所: 東陽テクニカ 本社
  • 年月日: 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] カチオン、アニオンの異なる金属塩を溶解した電解液の物性検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関志朗他
  • 学会等名: 第55回電池討論会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-11-19
• [学会発表] 1価又は2価の次世代蓄電池用電解液の物性の多角的評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関志朗他
  • 学会等名: 第37回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: 佐賀県立男女共同参画センター
  • 年月日: 2014-11-13
• [学会発表] リチウムイオン電池の現状と今後（イオン液体を使用した次世代型リチウムイオン電池） (2014)
  • 著者名/発表者名: 関 志朗
  • 学会等名: 高槻市・高槻商工会議所産学公広域連携事業／平成26年度グリーンイノベーション研究会
  • 発表場所: 高槻商工会議所
  • 年月日: 2014-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] STATIC AND TRANSPORT PROPERTIES OF IONIC LIQUIDS AND THEIR BINARY MIXTURES (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Seki他
  • 学会等名: EUCHEM2014（Molten Salts and Ionic Liquids XXV）
  • 発表場所: エストニア タリン市
  • 年月日: 2014-07-10
• [図書] イオン液体研究会サーキュラ―No.3 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関志朗
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: イオン液体研究会