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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の構築と特性評価

使用聚合物水凝胶电解质的双电层电容器的构建和表征

基本信息

批准号：
15750171
负责人：
野原愼士
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度得られた知見を総括すると次の通りである。1)架橋剤、架橋度を変化させた種々の架橋型ポリアクリル酸カリウム(PAAK)にKOH水溶液を吸収させて作製した高分子ヒドロゲル電解質を用いて電気二重層キャパシタ(EDLC)を構築し、特性評価を行った。その結果、PAAKの架橋度が大きくなるほど、EDLCの高率放電特性が向上する傾向が見られた。架橋度が大きくなると、ゲル中の自由水の割合が増加するためと考えられる。また、リーク電流に関しては、架橋剤、架橋度による影響はほとんど見られず、いずれの場合もKOH水溶液の場合に比べて、リーク電流が著しく抑制されることがわかった。2)EDLCのさらなる高エネルギー密度化を目的として、活性炭素負極、水酸化ニッケル正極、高分子ヒドロゲル電解質を用いたハイブリッドキャパシタを構築し、その電気化学特性を評価した。その結果、ハイブリッドキャパシタはEDLCに比べて2倍以上の静電容量と高い作動電圧を示し、エネルギー密度は5倍以上に増大することを見出した。また、ハイブリッド化により高率放電特性が向上し、さらにリーク電流が著しく抑制されることも明らかにした。3)ポリビニルアルコールを溶解させた硫酸水溶液に架橋剤としてグルタルアルデヒドを加えて、ゲル化させることにより、新規な酸性高分子ヒドロゲル電解質の作製に成功した。この電解質は自立膜としての機械的強度を有し、室温で10^<-1>Scm^<-1>オーダーの高い電気伝導率と広い電位窓を有することもわかった。この電解質を用いたEDLCは、良好な電極/電解質界面の形成により、キャパシタとして十分に機能し、比較的大きな静電容量を示した。また、この電解質の使用により自己放電が著しく抑制されることも明らかとなった。この酸性高分子ヒドロゲル電解質は、EDLCにおける従来の硫酸水溶液に代わる機能的な電解質として期待できる。

This year, we have received a total of 1,000 reports. 1) Bridging agent, bridging degree, bridging type, bridging type. The results show that PAAK bridging degree is higher than that of EDLC, and EDLC high rate discharge characteristics are higher than that of EDLC. The bridge degree is large, and the free water in the bridge increases. In the case of KOH aqueous solution, the influence of current on the bridge factor and bridge degree is greater than that of current inhibition. 2) The purpose of EDLC is to increase the density of active carbon electrodes, acidified carbon electrodes and polymer electrolytes, and to evaluate their electrochemical properties. As a result, the electrostatic capacity and high operating voltage of the battery increased by more than 2 times and 5 times respectively compared with EDLC. The current is higher than the current. 3) The preparation of acidic polymer electrolyte was successfully carried out by dissolving sulfuric acid in aqueous solution. The <-1>electrolyte has a high electrical conductivity and a high mechanical strength at room temperature<-1>. The electrolyte used in the EDLC shows good electrode/electrolyte interface formation, excellent performance, and relatively large electrostatic capacity. The use of electrolyte in the production of lithium ion batteries This acidic polymer electrolyte is expected to replace EDLC with sulfuric acid aqueous solution.

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Suppression of Electrolyte Creepage with Polymer Hydrogel Electrolyte for Nickel/Metal Hydride Battery

镍/氢电池聚合物水凝胶电解质抑制电解质爬电

DOI：
发表时间：
期刊：
Journal of Applied Electrochemistry (印刷中)
影响因子：
0
作者：
Chiaki Iwakura;Hajime Wada;Hajime Wada;Hajime Wada;Chiaki Iwakura
通讯作者：
Chiaki Iwakura

Charge-Discharge Characteristics Nichel/Zinc Battery with Polymer Hydrogel Electrolyte

聚合物水凝胶电解质镍/锌电池的充放电特性

DOI：
发表时间：
期刊：
Journal of Power Sources (印刷中)
影响因子：
0
作者：
Chiaki Iwakura;Hajime Wada;Hajime Wada;Hajime Wada;Chiaki Iwakura;Shinji Nohara;Chiaki Iwakura
通讯作者：
Chiaki Iwakura

Electrochemical characteristics of electric double layer capacitor using sulfonated polypropylene separator impregnated with polymer hydrogel electrolyte