| 研究課題/領域番号 |
63430015
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
工業物理化学・複合材料
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
竹原 善一郎 京都大学, 工学部, 教授 (00025892)
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| 研究分担者 |
内本 喜晴 京都大学, 工学部, 助手 (50193909)
金村 聖志 京都大学, 工学部, 助手 (30169552)
小久見 善八 京都大学, 工学部, 助教授 (60110764)
岩崎 又衛 京都大学, 原子エネルギー研究所, 教授 (10160102)
端野 朝康 京都大学, 原子エネルギー研究所, 教授 (50027124)
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1989
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| キーワード | 二次電池 / リチウム電池 / 拡散 / 正極活物質 / 導電性高分子 / 固体電解質 |
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| 研究概要 |
リチウム電池の正極活物質中でのリチウムの拡散に影響を及ぼす因子を抽出するために、リチウム二次電池用の正極活物質として注目されているポリアセチレン中の拡散定数を求めた。ポリアセチレンはフィブリル構造のものを用い、円柱拡散を仮定して種々のアニオン種の拡散定数を求めた。その値は2〜4×10^<-14>cm^2s-1温であり、アニオンの拡散過程が律速段階であることがわかった。ポリアセチレンはフィブリル構造をとっているため、拡散距離が1μm以下と短く、表面積が大きいために、充放電が可能となることが示唆された。
新規リチウム二次電池用の正極活物質としてFeOClを合成した。これは層状化合物であって、放電するとリチウムイオンが層間に入るが、放電生成物であるFeOClLiは不安定で、Feまで還元された。FeOClの層間を塩基性の4-アミノピリジンや2-ビニルピリジンで修飾すると層間が安定になり、リチウム二次電池用の優れた活物質となることがわかった。
全固体型リチウム二次電池用の電解質としてプラズマ重合法を用いて高分子固体電解質薄膜を作製した。出発物質としてドナ-性の極性基を含むトリス(2-メトキシエトキシ)ビニルシランを用い、厚さ1μm以下の高分子薄膜を作製し、スプレ-法によってリチウム塩と複合化し、高分子固体電解質薄膜を作製した。作製した高分子固体電解質薄膜は室温で10^<-6>Scm^<-1>以上(実効抵抗10^2Ωcm^2以下)の導電率を示した。さらにこれらの電解質を用いた全固体型薄膜リチウム電池を作製した。正極活物質にはリチウムの拡散が速いことが知られているT_1S_2を選び、この薄膜を熱CVD法で作製した。この上に、上に述べた方法で厚さ2μmの電解質層を作製し、さらにその上にリチウムを蒸着した。これによって厚さ約15μmの薄膜リチウム電池を作製することができた。
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