界面活性剤ミセルによる導電性高分子膜の構造制御とエネルギー貯蔵デバイスへの応用

使用表面活性剂胶束控制导电聚合物薄膜的结构及其在储能装置中的应用

• 批准号: 11118221
• 负责人: 直井 勝彦
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11118221/
• 关键词: スルホン酸系界面活性剤; π共役系導電性高分子; 金属酸化物; 導電性高分子同時生成膜; エネルギー貯蔵デバイス材料

1.研究実績スルホン酸系界面活性剤を電解質としたピロールモノマー水溶液中で、アルミニウム電極を陽極酸化することにより、Al_2O_3/ポリピロール(PPy)膜が同時生成することを我々は見出しており、生成膜の評価とコンデンサ特性を検討してきた。本年度の研究で、タンタル電極上においても同様に界面活性剤を使用することでTa_2O_5/PPyおよびTa_2O_5/ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDT)の同時生成が可能であることが判明した。そこで生成膜の特性を評価し、タンタルコンデンサヘの応用を検討した。0.1Mn-ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム(SDBS)と0.01MのPyあるいはEDTモノマー水溶液中でTa箔を陽極酸化した際の通電荷量(Q)と化成電圧(V_f)の関係より、Ta_2O_5と導電性高分子の生成挙動を比較すると、いずれも電解初期に高分子の生成が優先しその後Ta_2O_5の生成が優先する傾向にあることが確認された。ただし、ピロールの場合にはブレイクダウンまでの電圧上昇が緩やかでありPPyの生成比率が高いのに対して、EDTでは最初のQが100mQ以下の時点でPEDTの生成はほぼ終わり、その後Ta_2O_5の生成が優先していると考えられた。また同時生成によるPEDTについて電気伝導度を測定した結果、20Scm^<-1>以上の値を示したことから、PEDTについてもPPyと同等の優れたコンデンサ特性を得ることが期待できる。2.今後の展望界面活性剤であるスルホン酸類の構造やその濃度を変化させたときのTa_2O_5およびPEDTの成長に及ぼす影響を調べ、上記メカニズムを検証していきたい。また本法により作製されるTa/Ta_2O_5/PPyの層構造はタンタル電解コンデンサ素子そのものであり、新しいコンデンサ素子作製法としても期待される。さらに生成したTa_2O_5膜の誘電率やその周波数特性にも興味が持たれる。

1. This paper studies the simultaneous formation of Al_2O_3/PPy films in aqueous solutions and the evaluation of their properties. This year's research has identified the possibility of simultaneous generation of Ta_2O_5/PPy and Ta_2O_5/PPy surfactants (PEDT) on different electrodes. The characteristics of the resulting film are evaluated, and the application of the film is discussed. 0.1Mn ~(-1) Mn ~(-1) Mn When the voltage rises slowly, the generation ratio of PPy is high, the generation of PEDT is high, and the generation of Ta_2O_5 is high when the initial Q is below 100mQ. The results of the measurement of the electrical conductivity of the PEDT at the same time show that the value of the PEDT is more than 20Scm^, and <-1>the PPy of the PEDT is equivalent to that of the PEDT. 2. In the future, the interfacial activity of Ta_2O_5 and PEDT is expected to be affected by the change of concentration of acid structure. The Ta/Ta_2O_5/PPy layer structure is expected to be prepared by the method. The dielectric constant and the frequency characteristics of Ta_2O_5 films are very interesting.

项目成果

直井勝彦、森満博: "LiPF_6/PC系におけるリチウム表面膜のヒーリングプロセス.In situ OCM法による解析"電気化学および工業物理化学. 67(1). 39-44 (1999)

直井克彦、森光宏：“LiPF_6/PC体系中锂表面膜的愈合过程。原位OCM法分析”电化学与工业物理化学67(1)(1999)。

直井勝彦、西野敦: "大容量キャパシタ技術と材料"181 (1998)

Katsuhiko Naoi、Atsushi Nishino：《大容量电容器技术与材料》181（1998）

直井勝彦、末松俊造: "導電性高分子を用いた電気化学キャパシタ" 電気化学および工業物理化学. 66(9). 896-903 (1998)

Katsuhiko Naoi，Shuzo Suematsu：“使用导电聚合物的电化学电容器”电化学和工业物理化学 66（9）（1998）。

K. Naoi et al.: "The Surface Film Formed on a Lithium Metal Electrode in a New Imide Electrolyte, Lithium Bis (perfluoroethanesulfonylimide) [LiN(C_2F_5SO_2)_2]"Journal of Electrochemical Society. 146 (2). 462-469 (1999)

K. Naoi 等人：“新型酰亚胺电解质锂双（全氟乙磺酰亚胺）[LiN(C_2F_5SO_2)_2] 中锂金属电极上形成的表面膜”《电化学学会杂志》。

直井勝彦ら: "可溶性ポリアニリンと電解コンデンサへの応用" 電気化学および工業物理化学. 67(1). 45-50 (1999)

Katsuhiko Naoi 等人：“可溶性聚苯胺及其在电解电容器中的应用”电化学和工业物理化学 67(1) (1999)。