高性能電気二重層キャパシタ用ゲル電解質の開発

高性能双电层电容器凝胶电解质的研制

• 批准号: 10750597
• 负责人: 石川 正司
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750597/
• 关键词: 電気二重層キャパシタ; ゲル電解質; 活性炭; エネルギーデバイス; プラズマ処理; コンデンサー; アルキルアンモニウム塩; 非水溶媒; テトラアルキルアンモニウム塩

本研究の目的は,高性能電気二重層キャパシタ(EDLC)に用いるゲル電解質の開発である。平成10年度は有望なゲル電解質を種々合成し,EDLCに適した基礎物性を持つ系を探索した。この情報に基づき,平成11年度は有望な系をEDLCに適用し,諸特性を幅広く検討した。この際,特に溶液系EDLCに較べ,好特性を発揮する条件を精査した。さらにゲル電解質系が好適な性能を発揮するメカニズムについて解析した。1 ゲル電解質の電気二重層キャパシタへの適用 前年度の検討で得られた知見に基づき,好適な基礎特性を持つPVdFゲル電解質をEDLCに適用した。このEDLCの充放電試験を実施し放電容量,充放電可逆性を評価した。本年度の検討では具体的に溶液系EDLCとの性能比較を重要視し,有機電解液系EDLCとの特性比較を行った。その結果,溶液系よりも優れた放電容量がこのゲル系EDLCで得られた。さらに開回路での電圧保持特性はゲル電解質の方が大幅に優れていた。これらの場合ゲル電解質は溶液系よりもかなり高濃度の解離イオンを含有できることが判った。2 ゲル電解質が関与するメカニズムについての解析 ポリマーゲル電解質が関与するEDLCの作動メカニズムを総合的に解析した。特に漏れ電流特性,電圧保持性能などに強く影響を与える電極と電解質との界面の交流インピーダンス特性について,コントローラ(申請における主要設備)で制御した交流電圧発生器を用いて解析した。この結果ゲル電解質バルクのイオン移動が高速になる条件では,界面の電荷移動ならびに物質拡散も高速になることを見出した。このようにゲル電解質特性とは電極界面の特性との相関が明らかとなり,好適界面の設計指針が得られた。

The purpose of this study is. High-performance electrical two-layer キャパシタ(EDLC)に is developed using キャパシタ るゲ である electrolyte <e:1> である. In the 10th year of the Heisei reign, it is expected that <s:1> なゲ を electrolyte を will be used to 々 synthesize, and EDLCに suitable <s:1> た basic physical properties を persistence of を series を exploration of た た. Based on the information に and づ に, it is expected that the な series をEDLCに will be applicable in the Heisei 11 fiscal year, and the various characteristics are を wide and く検 to discuss た. At the same time, the EDLC of the special に solution system is に more suitable than べ, with good characteristics を and する conditions を for close examination た た. Youdaoplaceholder0 た electrolyte system が good performance な performance を activity するメカニズムに て て て analysis た. 1 ゲ ル electrolyte の electric double layer キ 気 ャ パ シ タ へ の apply before the annual の beg で 検 must ら れ た knowledge に base づ き, good comfortable な based feature を hold つ PVdF ゲ ル electrolyte を EDLC に applicable し た. <s:1> <s:1> EDLC <s:1> charge and discharge test を actual charge and discharge capacity, charge and discharge reversibility を evaluation 価 た た. This year, 検 検 will discuss で で. The performance comparison of specific に solution-based EDLCと <e:1> is mainly を. The performance comparison of organic electrolyte-based EDLCと <e:1> is mainly を. The そ そ result shows that the solution system よ よ <s:1> <s:1> has the best れた discharge capacity が <s:1> ゲ ゲ ゲ られた compared with EDLCで られた. Youdaoplaceholder0 open-loop で <s:1> voltage holding characteristics ゲ ゲ <s:1> electrolyte <s:1> が significantly に superior れて た た た. こ れ ら の occasions ゲ は ル electrolyte solution is よ り も か な り high-concentration の dissociation イ オ ン を contains で き る こ と が convicted っ た. 2 ゲ ル electrolyte が masato and す る メ カ ニ ズ ム に つ い て の parsing ポ リ マ ー ゲ ル electrolyte が masato and す る EDLC の actuation メ カ ニ ズ ム を 総 に of parsing し た. に れ leakage current characteristics, electric 圧 keep performance な ど に strong く influence を え る electrode と electrolyte と の の communication interface イ ン ピ ー ダ ン ス features に つ い て, コ ン ト ロ ー ラ (application に お け る main equipment) で suppression し た ac 圧 発 を raw device with い て parsing し た. こ の results ゲ ル electrolyte バ ル ク の イ オ ン high-speed mobile が に な る conditions で は, interface の charge mobile な ら び に material company, scattered も high-speed に な る こ と を shows し た. The characteristics of the electrolyte are と ようにゲ, the characteristics of the electrode interface <e:1> are と, the correlation of が is clear ら, とな is とな, and the design pointer of the suitable interface が is られた.

项目成果

Masashi Ishikawa: "Performance of Electric Double Layer Capacitors with Polymer Gel Electrolytes"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. Vol.575. 635-640 (2000)

Masashi Ishikawa：“采用聚合物凝胶电解质的双电层电容器的性能”Mat.Res.Soc.Symp.Proc.。第 575 卷。

Masayuki Morita: "Ionic Structure and Conductance Behavior of Plasticized Polymeric Electrolytes Containing Multivalent Cations"Electrochim.Acta. Vol.45. 1335-1340 (2000)

Masayuki Morita：“含有多价阳离子的增塑聚合物电解质的离子结构和电导行为”Electrochim.Acta。

Masayuki Morita: "Ionic Conductance of Polymeric Electrolytes Containing Lithium Salts Mixed with Rare Earth Salts"Solid State Ionics. (印刷中). (2000)

Masayuki Morita：“含有与稀土盐混合的锂盐的聚合物电解质的离子电导”固态离子学（2000 年出版）。

Masashi Ishikawa: "Modification of a Carbon Electrode Surface by Cold Plasma Treatment for Electric Double Layer Capacitors" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.Vol.496. 655-660 (1998)

Masashi Ishikawa：“通过双电层电容器的冷等离子体处理对碳电极表面进行改性”Mat.Res.Soc.Symp.Proc.Vol.496。