次世代蓄電デバイスに資する濃厚電解液の探索と固液界面の分子論的解明

寻找有助于下一代储能设备和固液界面分子阐明的浓缩电解质

• 批准号: 22K14771
• 负责人: 渡辺 日香里
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14771/
• 关键词: リチウムイオン電池; 液体構造; リチウムイオン伝導; 電極/電解液界面

イオン伝導は電池性能に密接に関係しており，特異的イオン伝導を発現する電解液の開発が求められている．最近，超濃厚電解質溶液 (SCES)やイオン液体を電解液とするリチウムイオン二次電池 (LIB) において，特異的なイオン伝導や電極反応が生じている可能性が見出された．SCESや新規イオン液体はイオンが過剰に存在し，電極/電解液界面の溶液描像は従来の希薄電解液と異なると考えられるが，その描像はあきらかではない．本研究では，SCESや新規イオン液体を用いたLIBを作製し，電極からバルク溶液までの電極/電解液界面の溶液構造を明らかにするとともに，新規次世代蓄電池用電解液の開発を目指す．電極/電解液界面の溶液構造を解明し，その描像を一般化するためには，高いLi+イオン伝導率やLi輸率が発現するSCESやイオン液体といった濃厚電解液を探索する必要がある．今年度，オリゴエーテル鎖を有する陰イオンとLi+イオンからなるリチウムイオン液体について，オリゴエーテル鎖の長さが異なる非対称陰イオンの合成に成功した．種々の非対称なオリゴエーテル鎖を有するリチウムイオン液体は，すべて同じ長さのオリゴエーテル鎖をもつ系よりも粘性が減少し導電率およびLi輸率が向上した．また，組み合わせるオリゴエーテル鎖の長さによって，物性に偶奇性が現れることを見出した．また，溶媒和イオン液体を用いたリチウム硫黄電池のin-situインピーダンス測定を試みて，電池駆動時の電極/電解液界面の描像を明らかにすることができた．

The development of electrolyte due to the close connection between conductivity and battery performance is required. Recently, in the case of a super-concentrated electrolyte solution (SCES) or a liquid electrolyte solution, the possibility of specific conductivity and electrode reaction has been revealed.SCES or a new liquid electrolyte solution exists, and the solution description of the electrode/electrolyte interface is different from that of the electrolyte solution. In this study, SCES proposed a new method for the preparation of LIB, electrode solution and electrode/electrolyte interface solution structure, and a new method for the development of electrolyte for next generation batteries. The solution structure of electrode/electrolyte interface is clarified, and it is necessary to generalize the image, high Li+ conductivity and Li transport rate, and explore the solution structure of electrode/electrolyte interface. This year, the synthesis of the compound of the compound of Li+ and Li + was successful. The conductivity and Li conductivity of the liquid are reduced due to the viscosity of the liquid. The property of the material is unique. The determination of the in-situ conductivity of sulfur batteries by solvent and electrolyte solutions was studied. The electrode/electrolyte interface was imaged during battery operation.

项目成果

Determination of electrochemical impedance of lithium-ion battery from charge curve by wavelet transformation

• DOI: 10.1016/j.electacta.2022.140957
• 发表时间: 2022-08-09
• 期刊: ELECTROCHIMICA ACTA
• 影响因子: 6.6
• 作者: Watanabe, Hikari;Uemori, Miku;Itagaki, Masayuki
• 通讯作者: Itagaki, Masayuki

Development of New Borate-Based Lithium Ionic Liquid for Next Generation Lithium-Ion Battery

用于下一代锂离子电池的新型硼酸盐基锂离子液体的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Hikari Watanabe;Yuya Tabata;Jihae Han;Isao Shitanda;Yasuhiro Umebayashi;Masayuki Itagaki
• 通讯作者: Masayuki Itagaki

オリゴエーテル鎖を有する新規リチウムイオン液体の物性および電気化学的評価－鎖長依存性－

具有低聚醚链的新型锂离子液体的物理性质和电化学评价-链长依赖性-

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡辺 日香里;田端 憂也;韓 智海;四反田 功;梅林 泰宏;板垣 昌幸
• 通讯作者: 板垣 昌幸

新規ホウ酸アニオン系イオン液体の開発と物性評価

新型硼酸盐阴离子型离子液体的研制及物性评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡辺日香里;葉山智絢;四反田功;板垣昌幸;恒川俊介，渡辺日香里，四反田功，板垣昌幸;田端憂也，渡辺日香里，韓智海，四反田功，梅林泰宏，板垣昌幸
• 通讯作者: 田端憂也，渡辺日香里，韓智海，四反田功，梅林泰宏，板垣昌幸

正極不溶型電解液を用いたリチウム硫黄電池のin-situ EIS解析

正极不溶性电解液锂硫电池的原位EIS分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Hikari Watanabe;Yuya Tabata;Jihae Han;Isao Shitanda;Yasuhiro Umebayashi;Masayuki Itagaki;恒川俊介，渡辺日香里，四反田功，板垣昌幸
• 通讯作者: 恒川俊介，渡辺日香里，四反田功，板垣昌幸