水素吸蔵合金電極/プロトン伝導性固体電解質界面の反応とその全固体素子への応用

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本年度得られた知見を総括すると次の通りである。1)高分子ヒドロゲル電解質を用いた薄型Ni/MH電池が、充放電サイクル特性、高率充電および高率放電特性などにおいて正極規制下でKOH水溶液を用いた電池と同等の作動特性を有することを確認した。また、その保存特性が、高温になるほどKOH水溶液電解質を用いた電池より優れていることを見い出し、その理由を明らかにした。2)種々の濃度のリン酸をドープしたメソポーラスシリカゲル電解質を作製し、全固体Ni/MH電池に用いて充放電特性を調べたところ、10Mリン酸をドープした場合に最も優れていることが明らかになった。3)Ni/MH電池用高分子ヒドロゲル電解質の特性向上を目指して研究し、従来のHittorf法ではイオン輸率の測定が不可能であった弾性電解質膜に対し、濃淡電池の起電力測定によるイオン輸率の測定法を確立するとともに、ヒドロゲル電解質中にナノ〜サブミクロン微粒子を分散させることにより酸素透過速度が向上することを見出した。4)ジルコニウム系合金水素化物/ヘテロポリ酸水和物/二酸化マンガンの構成の全固体二次電池において、セル作製法の改良、高活性正極材料の使用および電極合材比率の最適化によりクーロン効率とサイクル寿命を大きく向上させることに成功した。5)非水状態でプロトン伝導性を発現するポリマーゲル電解質膜を調製し,電気化学キャパシタへ適用したところ,常温より高い領域で液体電解質と同等のデバイス性能を得た。6)高分子ヒドロゲル電解質を用いた電気二重層キャパシタは、種々の電流密度や広い温度範囲においてKOH水溶液を用いたものに比べて高い放電容量を有し、これは主として正極において発現する擬似容量に帰属できることがわかった。また、用いる高分子の含有量や種類によって自己放電が大きく抑制されることも明らかとなった。