電池やキャパシタへのイオン液体の電気化学的応用

离子液体在电池和电容器中的电化学应用

• 批准号: 17F17717
• 负责人: 萩原 理加
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-07-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17717/
• 关键词: イオン液体; 配位子; フッ化物イオン; エチレングリコール

イオン液体は電力貯蔵用の大型蓄電デバイスである二次電池やキャパシタの安全性の向上を目的として、安全性の高い電解質として期待されている。二次電池と してはリチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、アニオンシャトル型電池などへの適用が期待できる。これまでに、サイズの小さなフッ化物アニオンにエチレ ングリコールEGを配位させ、錯アニオンとすることにより安定化したアニオン溶媒和型のイオン液体の合成に成功している。また四級カチ オンとして１－エチル-3-メチルイミダゾリウム、1－ブチル-3-メチルイミダゾリウムフルオライドとエチレングリコールとが1：1で安定なイオン液体を与えるこ とをNMRやIRにより確認した。また、前者のイオン液体より2：1の錯塩([C2C1im]F)2・EGを結晶化させ、単結晶構造解析を行い、カチオンおよびエチレングリコー ルとフッ化物イオンの間の水素結合状態について詳細な解析を行った。その結果、フッ化物イオンはイミダゾリウムカチオンのC2プロトンとEGのOHプロトンと強い水素結合を形成していることがわかった。これらの化合物は強いフルオロ塩基であり、フッ素化試薬としての応用が可能であることが示された。また、これらのイオン液体のイオン導電率と粘性率を種々の温度で測定し、モル導電率と粘性率の間にワルデン則が成立することを明らかにした。これらの結果の一部は　The Journal of Physical Chemistry Letters (Zhengfei Chen, Yuto Tonouchi, Kazuhiko Matsumoto, Masayuki Saimura, Rob Atkin, Takashi Nagata, Masato Katahira, Rika Hagiwara, 2018, 9, 6662-6667)に掲載済みである。

イ オ ン liquid は electricity storage 蔵 with の large battery デ バ イ ス で あ る secondary battery や キ ャ パ シ タ の の を up safety purpose と し て, high security の い electrolyte と し て expect さ れ て い る. Secondary battery と し て は リ チ ウ ム イ オ ン batteries, ナ ト リ ウ ム イ オ ン batteries, ア ニ オ ン シ ャ ト ル type battery な ど へ の applicable が expect で き る. こ れ ま で に, サ イ ズ の small さ な フ ッ compound ア ニ オ ン に エ チ レ ン グ リ コ ー ル EG を ligand さ せ, wrong ア ニ オ ン と す る こ と に よ り stabilization し た ア ニ オ ン solvent type and の イ オ の ン liquid synthetic に successful し て い る. ま た level 4 カ チ オ ン と し て 1 - エ チ ル - 3 - メ チ ル イ ミ ダ ゾ リ ウ ム, 1 - ブ チ ル - 3 - メ チ ル イ ミ ダ ゾ リ ウ ム フ ル オ ラ イ ド と エ チ レ ン グ リ コ ー ル と が 1:1 で settle な イ オ ン え with the liquid を る こ と を NMR や IR に よ り confirm し た. ま た, the former の イ オ ン liquid よ り 2:1 の wrong salt ([C2C1im] F) 2, EG を crystallization さ せ, analytical line を い 単 crystal structure, カ チ オ ン お よ び エ チ レ ン グ リ コ ー ル と フ ッ compound イ オ ン の の water element combination state between に つ い detailed analytical を な line っ て た. そ の results, フ ッ compound イ オ ン は イ ミ ダ ゾ リ ウ ム カ チ オ ン の C2 プ ロ ト ン と EG の OH プ ロ ト ン と strong い water element combination を form し て い る こ と が わ か っ た. Strong こ れ ら の compound は い フ ル オ ロ salt base で あ り, フ ッ element change try 薬 と し て の 応 may use が で あ る こ と が shown さ れ た. ま た, こ れ ら の イ オ ン liquid の イ オ ン conductivity と を kind of sticky rate 々 の し, accurate temperature で モ ル conductivity と viscosity ratio between の に ワ ル デ ン が apply す る こ と を Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0 れら <s:1> results The Journal of Physical Chemistry Letters (Zhengfei Chen, Yuto Tonouchi, Kazuhiko Matsumoto) Masayuki Saimura, Rob Atkin, Takashi Nagata, Masato Katahira, Rika Hagiwara, 2018, 9, 6662-6667)に reported to みである.

项目成果

The University of Western Australia(オーストラリア)

西澳大利亚大学

Synthesis and characterization of 1-alkyl-3-methylimmidazolium fluoride-ethylene glycol complexes

1-烷基-3-甲基咪唑氟化物-乙二醇配合物的合成与表征

• 发表时间: 2018
• 作者: Zhengfei Chen;Kazuhiko Matsumoto;Rika Hagiwara
• 通讯作者: Rika Hagiwara

Partially naked fluoride ion stabilized by hydrogen bonding donor

氢键供体稳定的部分裸露氟离子

• 发表时间: 2019
• 作者: Yuto Tonouchi;Zhengfei Chen;Kazuhiko Matsumoto;and Rika Hagiwara
• 通讯作者: and Rika Hagiwara

Partially Naked Fluoride in Solvate Ionic Liquids

• DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b03117
• 发表时间: 2018-11-15
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS
• 影响因子: 5.7
• 作者: Chen, Zhengfei;Tonouchi, Yuto;Hagiwara, Rika
• 通讯作者: Hagiwara, Rika