课题基金 / 基金详情

新規超高密度ラジカルポリマーの構築と有機活性種電池特性の評価

新規超高密度ラジカルポリマーの構築と有機活性種電池特性の評価
新型超高密度自由基聚合物的构建及有机活性物质电池性能评价
批准号：
19655041
负责人：
増田 俊夫
金额：
$2.18万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2007 至 --
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19655041/
关键词：
高分子高分子合成ラジカルポリマー二次電池有機活性種電池ポリアセチレンポリノルボルネン充放電特性

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
近年、ラジカル分子の酸化還元反応を充放電に利用した有機ラジカル電池の研究が注目を集めている。この二次電池は高速度の充電が可能で、かつ長寿命であり、さらに電極に重金属を用いず環境に低負荷であることから、今後の発展が期待される。本研究では新規の超高密度ポリマーを合成し、各種特性とともにラジカル電池の活物質としての可能性を検討した。2,2,6,6-tetramethylpiperidine-l-oxy(TEMPO)および2,2,5,5-tetramethylpyrolidine-l-oxy(PROXY)を有するノルボルネン誘導体を合成し、ルテニウムカルベン触媒を用いてメタセシス機構により開環重合した。また別の超高密度ラジカルモノマーとしてTEMPOおよびPROXYを側鎖に有するフェニルアセチレンおよびプロパルギル誘導体をロジウム触媒を用いて重合した。ラジカルは重合を阻害せず、高い収率でポリマーが得られた。生成ポリマーを正極の活物質として用いたセルの充放電試験の結果、放電容量が21.3-117Ah/kgの可逆的な二次電池特性を示した。また、ポリマーの側鎖に結合した二つのTEMPO部位の立体構造が充電容量に大きく影響することが明らかとなった。非常に興味深いことに、二つのTEMPO部位をendo,exo位に導入したポリマーが理論値(109Ah/kg)と同程度の大きい充電容量を示し、6A/gという非常に高い電流密度を用いて充電を行っても大きな容量(90Ah/kg)を有していた。これは非常に速い充電(1分以内)の可能性を示唆している。またこのセルは優れたサイクル特性を有しており、いくつかのポリマーは充放電を400回繰り返しても充電容量は10%も低下しなかった。
英文摘要
近年、ラジカル分子の酸化還元反応を充放電に利用した有機ラジカル電池の研究が注目を集めている。この二次電池は高速度の充電が可能で、かつ長寿命であり、さらに電極に重金属を用いず環境に低負荷であることから、今後の発展が期待される。本研究では新規の超高密度ポリマーを合成し、各種特性とともにラジカル電池の活物質としての可能性を検討した。2,2,6,6-tetramethylpiperidine-l-oxy(TEMPO)および2,2,5,5-tetramethylpyrolidine-l-oxy(PROXY)を有するノルボルネン誘導体を合成し、ルテニウムカルベン触媒を用いてメタセシス機構により開環重合した。また別の超高密度ラジカルモノマーとしてTEMPOおよびPROXYを側鎖に有するフェニルアセチレンおよびプロパルギル誘導体をロジウム触媒を用いて重合した。ラジカルは重合を阻害せず、高い収率でポリマーが得られた。生成ポリマーを正極の活物質として用いたセルの充放電試験の結果、放電容量が21.3-117Ah/kgの可逆的な二次電池特性を示した。また、ポリマーの側鎖に結合した二つのTEMPO部位の立体構造が充電容量に大きく影響することが明らかとなった。非常に興味深いことに、二つのTEMPO部位をendo,exo位に導入したポリマーが理論値(109Ah/kg)と同程度の大きい充電容量を示し、6A/gという非常に高い電流密度を用いて充電を行っても大きな容量(90Ah/kg)を有していた。これは非常に速い充電(1分以内)の可能性を示唆している。またこのセルは優れたサイクル特性を有しており、いくつかのポリマーは充放電を400回繰り返しても充電容量は10%も低下しなかった。
期刊论文(3)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
Synthesis and charge/discharge properties of polyacetylenes carrying 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinoxy radicals
DOI： 10.1002/chem.200700698
发表时间： 2007-01-01
期刊： CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL
影响因子： 4.3
作者： [Qu, Jinqing, Katsumata, Toru, Masuda, Toshio]
通讯作者： Masuda, Toshio
Synthesis and properties of polyacetylene and polynorbornene derivatives carrying 2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrrolidinyloxy moieties
DOI： 10.1021/ma062357e
发表时间： 2007-05-01
期刊： MACROMOLECULES
影响因子： 5.5
作者： [Qu, Jinqing, Katsumata, Toru, Masuda, Toshio]
通讯作者： Masuda, Toshio
Synthesis, Characterization, and Charge/Discharge Properties of Polynorbornenes Carrying 2,2,6,6-Tetramethylpiperidine-1-oxy (TEMPO) Radicals at High Density
高密度携带 2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基 (TEMPO) 自由基的聚降冰片烯的合成、表征和充放电性能
DOI： --
发表时间： 2008
期刊： Macromolecules 41
影响因子： --
作者： [T. Katsumata, J. Qu, M. Shiotsuki, M. Satoh, J. Wada, J. Igarashi, K. Mizoguchi, T. Masuda]
通讯作者： T. Masuda
分子シンクロシステムの構築のための機能性共役ポリマーの創製と特性の解明
  • 批准号：
    13022237
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 资助金额：
    $2.56万
  • 财政年份：
    2001
  • 负责人：
    増田 俊夫
  • 依托单位：
    Kyoto University
遷移金属触媒系の活用による、汎用モノマーからの構造の規制されたポリマーの合成
  • 批准号：
    12875181
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
  • 资助金额：
    $1.47万
  • 财政年份：
    2000
  • 负责人：
    増田 俊夫
  • 依托单位：
    Kyoto University
高分子拡張共役電子系としての置換ポリアセチレンの創製と特性の解明
  • 批准号：
    12020228
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
  • 资助金额：
    $1.15万
  • 财政年份：
    2000
  • 负责人：
    増田 俊夫
  • 依托单位：
    Kyoto University
多重らせん構造を持つ新規集積型π共役高分子金属錯体の合成
  • 批准号：
    11136219
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
  • 资助金额：
    $0.96万
  • 财政年份：
    1999
  • 负责人：
    増田 俊夫
  • 依托单位：
    Kyoto University
国内基金
海外基金
基于RAFT逐步聚合构建序列可控高分子合成新策略
  • 批准号：
  • 项目类别：
    省市级项目
  • 资助金额：
    --
  • 批准年份：
    2025
  • 负责人：
  • 依托单位：
    苏州大学
重氮化合物在有机合成以及高分子合成中的新应用
  • 批准号：
    22371008
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    50万元
  • 批准年份：
    2023
  • 负责人：
    王剑波
  • 依托单位：
    北京大学
基于铜负载催化的蛋白-糖适配聚合及特异性高分子合成
  • 批准号：
    22171203
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60万元
  • 批准年份：
    2021
  • 负责人：
    陈高健
  • 依托单位：
    苏州大学
序列精确高分子合成新方法
  • 批准号：
    22071255
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    63.0万元
  • 批准年份：
    2020
  • 负责人：
    张科
  • 依托单位：
    中国科学院化学研究所