高イオン伝導性高分子固体電解質薄膜の全固体二次電池への応用

高离子导电聚合物固体电解质薄膜在全固态二次电池中的应用

• 批准号: 07239239
• 负责人: 森田 昌行
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07239239/
• 关键词: ポリマー電解質; リチウムイオン伝導体; 高エネルギー密度二次電池; イオン輸率; クラウンエーテル; 電気二重層キャパシタ; 多価陽イオン伝導体; アルキルアンモニウム塩

1 全固体型リチウム二次電池用Li^+イオン伝導体電解質塩としてLiClO_4またはLiBF_4を分散含有したポリエチレンオキシド-グラフト-ポリメタクリレート(PEO-PMMA)複合体を作製した。電解質塩の溶解度と複合体の柔軟性を確保するために,複合体に低分子量可塑剤を含有させた。室温で10^<-3>Scm^<-1>のイオン伝導度を得た。この複合体に,環状ポリエーテルの一種であるクラウンエーテル(12-crown-4,15-crown-5)を添加することにより,イオン伝導度はほとんど変わらないものの,複合体中のLi^+イオン移動度を向上させることができた。すなわち,Li^+イオン輸率における改善効果が得られ,これによりリチウム電極/ポリマー固体電解質界面の特性を改善することができた。2 固体電解質電気二重層キャパシタ用イオン伝導体レドックス活性多価カチオンの一種であるCe^<3+>を含有したPEO-PMMA複合体を作製し,そのイオン伝導度挙動を調査した。ポリマーマトリックスの最適化をはかり,室温で10^<-4>Scm^<-1>のイオン伝導度を得た。また,アルキルアンモニウム塩を高濃度で分散したポリアクリロニトリル(PAN)ゲル薄膜を作製した。組成と伝導度の関係を調べ,(C_2H_5)_4NBF_4を含む電解質において,室温で10^<-3>〜10^<-4>Scm^<-1>のイオン伝導度を得た。これら複合体における各イオンの移動挙動を明らかにした。活性炭電極を用いたモデルキャパシタを構成し,ゲル複合体が高容量の電気二重層キャパシタの電解質として適用可能であることを明らかにした。

1. Preparation of Li^+-doped conductive electrolyte (PEO-PMMA) complex containing dispersed LiClO_4 and LiBF_4 for all-solid secondary batteries. The solubility of electrolyte and the flexibility of the complex are ensured, and the low molecular weight plasticity of the complex is contained. Room temperature is 10^<-3>Scm^<-1>and the conductivity is obtained. In this complex, a kind of cyclic compound is added to the compound (12-crown-4,15-crown-5), and the conductivity of the compound is changed. The mobility of Li^+ in the complex is increased. The improvement of the Li^+ ion transport rate results in the improvement of the electrode/solid electrolyte interface characteristics. 2. Investigation on the conductivity of solid electrolyte double layer with Ce^&lt;3+&gt; and PEO-PMMA complex. The temperature of the room is 10^<-4>Scm^<-1>and the conductivity is obtained. For example, a high concentration of PAN can be used to prepare a thin film. (C_2H_5)_4NBF_4 is an electrolyte containing C_2H_5. The conductivity of C_2H_5 and C_4NBF_4 is obtained at room temperature from 10^<-3>to 10^<-4>Scm<-1>. The complex is moving. Active carbon electrode is composed of high capacity double layer electrolyte.

项目成果

M.Morita,et al.: "Effects of Crown Ethers on the Electrochemical Properties of Solid Electrolytes Consisiting of Poly (ethylene oxide) -grafted Poly (methyl methacrylates)" Solid State Ionics. (in press). (1996)

M.Morita 等人：“冠醚对由聚（环氧乙烷）接枝聚（甲基丙烯酸甲酯）组成的固体电解质的电化学性质的影响”固态离子学。

M.Ishikawa,et al.: "Electric Double Layer Capacitors with New Gel Electrolytes" Electrochimica Acta. 40. 2217-2222 (1995)

M.Ishikawa 等人：“采用新型凝胶电解质的双电层电容器”《电化学学报》。