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リチウム塩溶媒和物のイオンホッピング伝導を利用した革新的電解質膜の創製

利用锂盐溶剂化物的离子跳跃传导创建创新电解质膜

基本信息

批准号：
22H00340
负责人：
獨古薫
金额：
$ 27.12万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00340/
关键词：
電解質イオン伝導電気化学電池ゲル

项目摘要

リチウムイオンホッピング伝導を発現することが明らかになっているスルホランに超高濃度にリチウム塩を溶解させた電解液を高分子でゲル化した電解質の作製を行った。超濃厚電解液の特長を維持したままゲル化するために、リチウムイオンと相互作用が弱い官能基を有する高分子を合成し、ゲル電解質を調製することに成功した。ゲル電解質中におけるリチウムイオンの溶媒和構造をラマン分光法やNMRを駆使して解析した結果、高分子の官能基の電子供与性が低い場合には高分子と複合化前の電解液中の溶媒和構造が維持されることを確認した。一方、高分子の官能基の電子供与性が強い場合には、官能基がリチウムイオンと強く相互作用し、溶媒和構造が変化した。官能基の電子供与性が弱い高分子をマトリックスに用いることで、高いリチウムイオン輸率を有するゲル電解質の開発に成功したが、イオン伝導率は高分子の複合化により低下してしまった。この課題を解決するため、高分子含有量を極力低下させ、高いイオン伝導率を有するゲル電解質を開発する検討を行った。高分子含有量を低下させるとゲルの機械強度が低下してしまうが、イオン伝導率と機械強度のトレードオフを打破するために、均一網目構造を有する高分子マトリックスを設計し、高分子の合成手法の検討を行い、合成法確立に目途がついた。また、ゲル電解質中のイオン伝導メカニズムや電極／ゲル電解質界面における電気化学反応の解析も進め、ゲル電解質中のリチウム塩濃度やアニオン種がイオン伝導機構及び電気化学反応速度に大きな影響を及ぼすことが明らかになりつつある。

The solution of electrolyte in polymer solution was studied. The characteristics of the electrolyte are maintained, and the interaction between the electrolyte and the polymer is successful. The solvent and structure of the electrolyte were determined by NMR spectroscopy. The results showed that the electron donor of the functional groups of the polymer was low, and the solvent and structure of the electrolyte before the polymer complexation were maintained. On the one hand, the electron donor properties of functional groups of polymers are strong, and on the other hand, the interaction between functional groups, solvents and structures are changing. The electron donor property of functional group is weak, the conductivity of polymer is low, and the conductivity of polymer is low. To solve this problem, the polymer content is extremely low, the conductivity is high, and the electrolyte is developed. The polymer content is low, the mechanical strength is low, the conductivity is low, the mechanical strength is low, the uniform mesh structure is high, the polymer is high, the synthesis method is high, and the synthesis method is high. Electrolyte in the electrode/electrolyte interface, the analysis of electrochemical reaction, the concentration of the electrolyte in the electrolyte, the conductivity mechanism and the electrochemical reaction speed, the influence of the electrolyte concentration on the electrochemical reaction speed, and the influence of the electrolyte concentration on the electrochemical reaction.

项目成果

期刊论文数量（35）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Phase Behaviors and Ion Transport Properties of LiN(SO2CF3)2/Sulfone Binary Mixtures

LiN(SO2CF3)2/砜二元混合物的相行为和离子传输性质

DOI：
10.5796/electrochemistry.23-00019
发表时间：
2023
期刊：
Electrochemistry
影响因子：
2.5
作者：
TATARA Ryoichi;UGATA Yosuke;MIYAZAKI Shuhei;KISHIDA Natsuki;SASAGAWA Shohei;UENO Kazuhide;TSUZUKI Seiji;WATANABE Masayoshi;DOKKO Kaoru
通讯作者：
DOKKO Kaoru

金属イオン錯形成を駆動力とする４分岐高分子の均一網目形成とLiイオン電池用ゲル電解質への応用

由金属离子络合物形成驱动的四支链聚合物的均匀网络形成及其在锂离子电池凝胶电解质中的应用