高リチウムイオン伝導性アート錯体型高分子固体電解質の合成と性質

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リチウムシングルイオン伝導性高分子はリチウム二次電池用電解質材料として優れた特性を有するが、一般に強いイオンペアのためイオン伝導度は低い。本研究では、リチウムシングルイオン伝導性アート錯体型高分子固体電解質の合成を行い、構造とイオン伝導度との関係を明らかにし、優れた高分子固体電解質の開発を目指す。2つのタイプのアルミナート高分子の合成方法を検討し、新規なポリマーを合成した。これらの高分子電解質の電気化学的評価を行い、構造とイオン伝導度との関係より次の結果を得た。1)有機ケイ素基をアルミナートに結合させるとイオン伝導度が上昇する。2)ケイ素上に嵩高い置換基を導入すると、エーテル鎖の運動が妨げられてイオン伝導度が著しく低下する。3)エーテル側鎖には最適長さがある。4)分枝エーテル鎖を導入するとイオン伝導度の上昇とその温度依存性が改善される。5)テトラシロキシアルミネート錯体構造を有する高分子電解質は、電気化学的に安定で高いリチウムイオン輸率を有する。また、アート中心にホウ素、ケイ素アニオンを有するポリマーも合成し、そのイオン伝導度についても比較検討した。これらの結果より、優れたリチウムシングルイオン導電性アート錯体型高分子の構造を提案することができた。