正極内部での重合を鍵とする二次電池用有機材料の開発

基于正极内部聚合的二次电池有机材料的开发

• 批准号: 21K14696
• 负责人: 吉村 彩
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14696/
• 关键词: 二次電池; 正極活物質; 有機材料; 高サイクル特性; 重合; 電解重合; テトラチアフルバレン; 酸化還元

本研究では、有機正極活物質の電解液に対する溶解性の高さを改善し、高い容量、高いサイクル特性、高いエネルギー密度を同時に満たす有機分子の開発を目指している。令和４年度は、はじめに、R3年度に合成したテトラチアフルバレン（TTF）の周辺部に4つのトリフェニルアミン部位を有する分子（4TPA-TTF）の重合機構について、SEMやNMRを用いて解析した。また、4TPA-TTFや2つのトリフェニルアミン部位で置換されたTTF誘導体（2TPA-bzTTF）が優れたレート特性を示すことを見出した。次に、さらなる電池の高容量化を目的に、2つのPhMeNC6H4基を有するTTF誘導体（2PhMeNC6H4-bzTTF）を合成し、酸化還元挙動をサイクリックボルタンメトリー法により調査した。その結果、R3年度に合成した4TPA-TTFと同様に、マルチスキャンした場合に電流値の継続的な上昇が観測され、酸化還元電位測定中に電解重合が進行していることが確認できた。X線構造解析にも成功し、電極中における活物質分子の結晶構造に関する知見を得ることができた。2PhMeNC6H4-bzTTFを正極活物質とする電池の充放電特性を測定したところ、初期放電容量は127mAh/gと理論容量の73%、100サイクル後の容量維持率は35%であった。R3年度に合成した2つのトリフェニルアミン部位で置換された分子（2TPA-bzTTF）と比較すると、重合部位として働くフェニル基の存在量が少ないと電池の内部での重合が十分に進行しないために活物質が電解液に溶解していることが示唆された。

In this study, active organic compounds were tested for solubility improvement, high temperature capacity, high ambient temperature, high temperature temperature, and high temperature density. At the same time, the organic molecules were turned on and on. Ling and in the year 4, year 4, and year R3, there are molecular coincidences (4TPA-TTF) in the parts of the department (TTF), which are coincident with the molecular structure (4TPA-TTF), and the NMR is analyzed by the analyzer. 4TPA-TTF

项目成果

Synthesis, Structure and Properties of Donor-Acceptor-Type [4]Dendralenes

供体-受体型[4]Dendralenes的合成、结构和性能

• DOI: 10.1246/cl.220064
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Matsumoto Yuya;Matsuda Rina;Yoshimura Aya;Shirahata Takashi;Misaki Yohji
• 通讯作者: Misaki Yohji

A Tris-Fused Tetrathiafulvalene Analog Composed of an Anthraquinoid- and Two Vinyl-Extended Tetrathiafulvalenes

由蒽醌和两个乙烯基延伸的四硫富瓦烯组成的三稠合四硫富瓦烯类似物

• DOI: 10.1246/cl.210070
• 发表时间: 2021
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Oshima Toko;Sasaki Ami;Yamauchi Tomokazu;Yoshimura Aya;Shirahata Takashi;Yao Masaru;Misaki Yohji
• 通讯作者: Misaki Yohji

Triphenylamines-Bearing Tetrathiafulvalene and Its Analogue: Improvement of Cycle Life by In-Cell Polymerization

含三苯胺的四硫富瓦烯及其类似物：通过电池内聚合提高循环寿命

• 发表时间: 2021
• 作者: Aya Yoshimura;Keisuke Hemmi;Hayato Moriwaki;Ryo Sakakibara;Hitoshi Kimura;Naoya Kinoshita;Rie Suizu;Takashi Shirahata;Masaru Yao;Hideki Yorimitsu;Kunio Awaga;Yohji Misaki
• 通讯作者: Yohji Misaki

Synthesis of a Fused D-A-D System Composed of TTF and Benzoquinone Units and Application to Positive Electrode Materials for Rechargeable Batteries

TTF和苯醌单元稠合D-A-D体系的合成及其在充电电池正极材料中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuya Matsumoto;Aya Yoshimura;Takashi Shirahata;Masaru Yao;Yohji Misaki
• 通讯作者: Yohji Misaki

アリール基で修飾した芳香環挿入型TTF類縁体の合成と性質

芳基修饰芳环插入型TTF类似物的合成及性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 阿曽悠登;榊原諒;吉村彩;白旗崇;御崎洋二
• 通讯作者: 御崎洋二