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

储氢合金电极/质子传导固体电解质界面反应及其在全固态器件中的应用

• 批准号: 11229205
• 负责人: 岩倉 千秋
• 金额: $ 44.99万
• 依托单位: Osaka Prefecture 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11229205/
• 关键词: ニッケル-水素電池; 全固体電池; エネルギー変換素子; 高分子ヒドロゲル電解質; 固体無機ゲル電解質; ヘテロポリ酸水和物; ポリマーゲル電解質; 電気化学キャパシタ; 固体酸化物電解質; 架橋型高分子; 固体高分子ゲル電解質; 固体高分子電解質; プロトン伝導性

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。

This year, we have received a total of 1,000 reports. 1)Polymer electrolyte thin Ni/MH battery charging characteristics, high rate charging characteristics, electrode regulation, KOH aqueous solution battery equivalent operating characteristics The storage characteristics of KOH aqueous solution electrolyte at high temperature are discussed. 2)The concentration of the species is different from that of the electrolyte, and the charge-discharge characteristics of the all-solid Ni/MH battery are adjusted. The concentration of the species is different from that of the electrolyte. 3) The characteristics of polymer electrolyte for Ni/MH batteries were studied and the Hitdorf method was used to determine the transmission rate. It was impossible to determine the transmission rate of polymer electrolyte for Ni/MH batteries. The method for determining the transmission rate of polymer electrolyte for Ni/MH batteries was established. 4) The success of the improvement of the production method, the use of high active electrode materials, and the optimization of the ratio of electrode materials, the improvement of the efficiency, the improvement of the service life, and the improvement of the composition of all-solid secondary batteries. 5)Electrolyte membrane in non-aqueous state, conductivity development, electrochemistry, application, room temperature, high temperature, liquid electrolyte, and equivalent performance 6)The polymer electrolyte is used in the electric double layer, the current density of the seed and the temperature range of the KOH aqueous solution. The content and type of polymer used in the preparation of this paper are as follows:

项目成果

Chiaki Iwakura: "New Electric Double Layer Capacitor with Polymer Hydrogel Electrolyte"Electrochemical and Solid-State Letters. 6・2. A37-A39 (2003)

Chiaki Iwakura：“新型双电层电容器与聚合物水凝胶电解质”电化学和固态快报 6・2（2003 年）。

Hiroshi Senoh: "Charge Efficiency of Misch Metal-Based Hydrogen Storage Alloy Electrodes at Relatively Low Temperatures"Electrochim.Acta. 46・7. 967-971 (2001)

Hiroshi Senoh：“混合稀土金属基储氢合金电极在相对低温下的充电效率”Electrochim.Acta 46・7（2001）。

Hiroki Sakaguchi: "Ce-Sn Intermetallic Compounds as New Anode Materials for Rechargeable Lithium Batteries"Journal of Power Sources. 119-121. 50-55 (2003)

Hiroki Sakaguchi：“Ce-Sn金属间化合物作为可充电锂电池的新型阳极材料”电源杂志。

H.Sakaguchi: "Analysis of Hydrogen Distribution in Hydrogen Storage Alloy Using Neutron Radiography"J. Alloys Comp.. (in press).

H.Sakaguchi：“利用中子射线照相分析储氢合金中的氢分布”J。

J.L.Qiao: "Proton Conductance and Spectroscopic Characteristics of Acid-doped Polymer Gels Based on Poly(ethylene oxide)-modified Polymethacrylate"Solid State Ionics. 156. 415-424 (2002)

J.L.Qiao：“基于聚环氧乙烷改性聚甲基丙烯酸酯的酸掺杂聚合物凝胶的质子电导和光谱特征”固态离子学。