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液晶性リチウムイオン伝導体の開発

液晶锂离子导体的开发

基本信息

批准号：
12J07430
负责人：
佐久田淳司
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

リチウムイオン電池は、代表的な高性能蓄電デバイスであり、現在盛んに研究されている。安全でかつ高性能なリチウムイオン電池を開発するために、新たな高機能電解質が求められている。中でも液晶電解質は、一次元から三次元のイオン伝導パスを形成し、イオンを効率的に輸送するため、大きな注目を集めている。本研究では、液晶電解質の更なる機能化のために、リチウムイオンを効率的に輸送する液晶電解質の開発を目指している。前年度の研究で、環状カーボネート基を有するイオン伝導性スメクチック液晶がリチウムイオン電池に応用できることが分かったため、更なる性能向上に向けた材料設計を行った。電気化学的安定性を改善するために、脂肪族系のメソゲン骨格とカーボネート基を有する液晶分子を設計、合成した。この分子とリチウム塩の複合体はスメクチック液晶相を発現した。エチレンカーボネートを加えることにより、液晶電解質の伝導度を高められることが分かった。この液晶分子、エチレンカーボネート、リチウム塩からなる電解質が、高い電気化学的安定性を有することがサイクリックボルタンメトリー測定により示された。また、イオン性部位の体積比率が高い液晶ナノ構造を利用した液晶電解質の開発を行った。周縁部に複数のイオン部位を有する扇形分子を設計、合成した。分子はカラムナー液晶相およびミセルキュービック液晶相を示すことが分かった。イオン伝導度測定により、イオンが伝導する領域がポリドメイン状態においても三次元的に接続されており、効率的にイオンが輸送されていることが分かった。以上のように本研究では、リチウムイオンを伝導する高機能な液晶電解質の開発を目指し、電解質の電気化学的安定性やイオン伝導性を高めるための材料設計を行った。これらの研究から得られた知見は電解質材料の開発のみならず、材料化学や超分子化学の分野の進展にも貢献すると考えられる。

High performance storage battery is represented by high performance storage battery. Safety and high performance battery development, new high performance electrolyte development The liquid crystal electrolyte is composed of primary and secondary elements, and tertiary elements. In this study, the development of liquid crystal electrolyte was pointed out in terms of functionalization, efficiency and transport of liquid crystal electrolyte. In the past year, the research on the ring type of liquid crystal has been carried out in the field of material design. Design and synthesis of liquid crystal molecules for improving electrical and chemical stability The complex of these molecules will appear in the liquid crystal phase. The conductivity of the liquid crystal electrolyte is high. The stability of electrolyte and high voltage chemistry of these liquid crystal molecules can be determined by measuring the temperature of the electrolyte. The volume ratio of the active parts of the liquid crystal structure is high, and the development of the liquid crystal electrolyte is realized. The design and synthesis of a fan-shaped molecule The molecular structure of the liquid crystal phase can be divided into two parts. For the measurement of conductivity, the field of conductivity, the state of conductivity, the three-dimensional connection, and the efficiency of conductivity, the field of conductivity, the state of conductivity, and the transmission of conductivity, the field of conductivity, and the transmission of conductivity. In this study, the development of high performance liquid crystal electrolyte, the electrochemical stability of electrolyte and the high conductivity of electrolyte were studied. The research results show that the development of electrolyte materials, materials chemistry and supramolecular chemistry contribute to the progress of the field.