シンメトリック有機ラジカル電池を活用した折り紙電池技術の構築とデバイスへの搭載

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用途も構造も多様化するInternet of Things(IoT)デバイスの消費電力に合わせて、電池をオーダーメイドに設計・製造する技術が求められている。具体的には、電池電圧(直列構造の数)、電池容量(並列構造の数)を設計する必要がある。本研究ではオーダーメイドな電池設計を実現するべく、正極・負極が同一材料からなる単純構造のシンメトリック有機ラジカル二次電池システムの構築と、その折り紙化(折る、曲げる、切ることで多様な構造物を構築可能)を学術的検討の上で確立を目指した。申請者はこれまでに、集電箔上に電極層を局部的に構築させることを目指して、支持フィルム、多孔質カーボン層、熱融着層の3層から構成される、貼付可能なテープ電極の作製方法を確立した。これは70℃で融解する導電性熱融着層を介して対象物表面に貼付させ、支持フィルムを剥がすことで、カーボン層を固定させることが出来る。これにより、電極部分を任意形状に調製でき、対象物の形状・材質を問わず構築可能であることを見出した。前述の技術を用いて、アルミニウム集電箔の両面に多層カーボン電極をパターニングした電極を調製した。曲げ加工を施し、両面テープをシーリング剤としてイオン液体電解液を封止し、一端を切除することで、直列構造となったセルを調製した。充放電試験を実施し、印加電圧が倍になったことから、研究目標であった、直列構造の構築に成功したと結論付けた。