高速および選択的イオン輸送が可能な高分子固体電解質の創製
创建能够高速和选择性离子传输的固体聚合物电解质
基本信息
- 批准号:02J02389
- 负责人:
- 金额:$ 2.24万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2002
- 资助国家:日本
- 起止时间:2002 至 2004
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究は正電荷密度が極めて高いリチウムイオンを輸送ターゲットとし、リチウムイオンを単独カチオン成分として有するイオン液体と高分子を組み合わせることにより、化学・電気エネルギー変換系構築の新しい指針を確立することを目的としている。本年度は以下に示す研究を展開した。(1)リチウムイオン液体創製には典型的なイオン液体の構造-物性相関の解明が必須である。そこで代表的なイオン液体13種類を精密に合成し、物性を精査した。イオン液体はイオンのみから構成されるため、特にイオン構造変化に起因するイオン間の静電力の違いが物性の違いに大きく反映する。そこで、イオン拡散係数とイオン導電率測定からイオン液体中で電気伝導に寄与する実効的なイオンの割合を定量化した。これはイオン液体の「イオン性」ともいうべきイオン状態を記述する新しいパラメータであり、実際に様々なイオン液体の熱物性や粘性等のマクロ物性変化の考察を可能にした。(2)リチウム塩単独で高いイオン活量を与える分子設計として、電解液中で高解離性を与える置換基構造を有するアニオン骨格と同一分子内に、さらにカチオン配位サイトを導入することにより、様々な液体リチウム塩、すなわち"リチウムイオン液体"を合成した。さらにリチウムイオン液体中にモノマーを溶解させてラジカル重合することにより、ポリエーテルネットワーク中にリチウムイオン液体を保持させた"リチウムイオンゲル"を創製した。このリチウムイオンゲルのイオン導電率がこれまでに報告されているポリエーテル系固体電解質の最高値に匹敵することは、本研究で提案された方法論が化学・電気エネルギー変換系に適用可能なポリマーイオニクス材料の新しい設計指針であることを示している。
This study は positive charge density が very め て high い リ チ ウ ム イ オ ン を conveying タ ー ゲ ッ ト と し, リ チ ウ ム イ オ ン を 単 alone カ チ オ ン composition と し て have す る イ オ と ン liquid polymer を group み close わ せ る こ と に よ り, chemical, electrical 気 エ ネ ル ギ ー variations in system to construct new し の い pointer を establish す る こ と を purpose と し て い る. The following に of this year shows that す research を unfolds た た. (1) For the creation of a リチウム <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> liquid, the typical structural-physical property relationship <e:1> explanation of a な <s:1> <s:1> <s:1> liquid が must が である. Youdaoplaceholder0 を で で represents な <s:1> and <s:1> types of liquid 13 を precise に synthesis た and physical property を detailed examination た た. イ オ ン liquid は イ オ ン の み か ら constitute さ れ る た め, に イ オ ン cause structural variations change に す る イ オ ン の between electrostatic force の violations い が property の violations い に big き く reflect す る. そ こ で, イ オ ン company, dispersion coefficient と イ オ ン conductivity measurement か ら イ オ ン で electricity in the liquid 気 伝 guide に send す る be sharper な イ オ ン の cut close を quantitative し た. "こ れ は イ オ ン liquid の イ オ ン sex" と も い う べ き イ オ ン account status を す る new し い パ ラ メ ー タ で あ り, be interstate に others 々 な イ オ ン liquid thermal physical や の viscosity の マ ク ロ physical - chemical の investigation を may に し た. (2) リ チ ウ ム salt 単 で alone high い イ オ ン を living quantity and え る molecular design と し て, high で in electrolyte solution from を and え る replacement base structure を have す る ア ニ オ ン bone と に, within the same molecular さ ら に カ チ オ ン ligand サ イ ト を import す る こ と に よ り, others 々 な liquid リ チ ウ ム salt, す な わ ち "リ チ ウ ム イ オ ン liquid" を synthetic し た . さ ら に リ チ ウ ム イ オ ン liquid に モ ノ マ ー を dissolved さ せ て ラ ジ カ ル overlap す る こ と に よ り, ポ リ エ ー テ ル ネ ッ ト ワ ー ク in に リ チ ウ ム イ オ ン liquid を keep さ せ た "リ チ ウ ム イ オ ン ゲ ル" を created し た. こ の リ チ ウ ム イ オ ン ゲ ル の イ オ ン conductivity が こ れ ま で に report さ れ て い る ポ リ エ ー テ ル system on solid electrolyte の highest numerical に match す る こ と は, this study proposed で さ れ た methodology が chemical, electrical 気 エ ネ ル ギ ー variations in system に may apply な ポ リ マ ー イ オ ニ ク ス materials の し い design pointer で あ る こ と を shown し て い る.
项目成果
期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hiroyuki Tokuda: "Characterization and ionic transport properties of nano-composite electrolytes containing a lithium salt of a superweak aluminate anion"Electrochim. Acta. (in press). (2003)
Hiroyuki Tokuda:“含有超弱铝酸盐阴离子锂盐的纳米复合电解质的表征和离子传输特性”Electrochim。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
徳田浩之: "イオン輸送制御へのアプローチ-ポリエーテル中におけるイオン解離・移動の実体とその制御-"材料の科学と工学. 39巻3号. 89-93 (2002)
Hiroyuki Tokuda:“离子传输控制方法 - 聚醚中离子解离和运动的物质及其控制”《材料科学与工程》,第 39 卷,第 3. 89-93 期(2002 年)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Physicochemical properties and structures of room temperature ionic liquids. 1. Variation of anionic species
- DOI:10.1021/jp047480r
- 发表时间:2004-10-21
- 期刊:
- 影响因子:3.3
- 作者:Tokuda, H;Hayamizu, K;Watanabe, M
- 通讯作者:Watanabe, M
Effects of Novel Acid Ester on Ion Transport Properties of Lithium Salts in Non-Aqueous Electrolyte Solutions and Polymer Electrolytes
新型酸酯对非水电解质溶液和聚合物电解质中锂盐离子传输性能的影响
- DOI:
- 发表时间:2004
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Shiro Seki;Hiroyuki Tokuda;Hitoshi Shobukawa;Hiroyuki Tokuda;Hiroyuki Tokuda;Hitoshi Shobukawa;Sei-ichiro Tabata
- 通讯作者:Sei-ichiro Tabata
IR Spectroscopy and Quantum Mechanical Calculation of Lithium Ion Transport Conditions in a Single Ion Conducting Polymer Electrolyte
单离子导电聚合物电解质中锂离子传输条件的红外光谱和量子力学计算
- DOI:
- 发表时间:2004
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:H.Markusson;H.Tokuda;M.Watanabe;P.Johansson;Per Jacobsson
- 通讯作者:Per Jacobsson
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徳田 浩之其他文献
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