2018 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation of high Li ion-conductive carbonate-based copolymers for novel solid electrolytes
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16H04199
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
富永 洋一 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30323786)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
敷中 一洋 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (00507189)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 固体高分子電解質 / イオン伝導性高分子 / Liイオン二次電池 / 二酸化炭素/エポキシド共重合体 / Liイオン輸率 / ポリカーボネート / 無機フィラー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、CO2/エポキシド共重合体（ポリカーボネート）型固体高分子電解質（SPE）の優れたイオン伝導特性に着目し、単体ポリマー同士では混ざらないエチレンオキシド（EO）成分とエチレンカーボネート（EC）成分からなる新しい共重合体を合成し、室温で10-3 S/cm以上のイオン伝導度かつ0.8以上のLiイオン輸率を達成するSPEの構成素材（共重合体・Li塩・無機フィラー）を決定し、セパレーター不要のフレキシブル電池の開発を目指すことを目標としている。本年度は、これまでに得られている最適な構成素材（EO/EC共重合体・Li塩・無機フィラー）からなるSPEを用い、既設の電池作製システムを用いたコインセルの電池特性評価（充放電試験・サイクル特性）を行い、セパレーターを兼ねる電解質材料として実用化へ向けた性能を評価した。正極活物質には、市販のリン酸鉄リチウム（LiFePO4）やマンガン酸リチウム（LiMn2O4）を用いた。電極シートとSPEを個別に作製し、それらを単純に貼り合せただけでは、電極/SPE間の接触界面の減少による電荷移動抵抗の増加が影響して十分な放電容量が得られない可能性が考えられる。そこで、SPE溶液から正極シート上への直接キャストによる電極/SPE一体型セルの作製法を検討した。本年度は、クーロン効率99 %以上かつ充放電容量150 mAh/g（LiFePO4ベース）以上を達成するLi半セルを500サイクル以上保持することを目標とした。この目標達成には困難が予想されたため、実績のある海外協力者のグループとも連携して進めた。さらに、新たにカーボネート型高分子のブレンドや高分子の末端修飾による電解質特性の改善を試みた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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