溶媒和塩を用いた新しいリチウム電解液デザイン

使用溶剂化盐的新型锂电解质设计

基本信息

批准号：
15H06439
负责人：
上野和英
金额：
$ 0.92万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-08-28 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H06439/
关键词：
イオン液体電解液

项目摘要

平成27年度は、新しいイオン液体群である溶媒和イオン液体を定義する分子論的要件の抽出と新規溶媒和イオン液体の設計と希釈系電解液に関する検討を行った。リチウムビストリフルオロメタンスルホニルアミド(LiTFSA)とトリグライム(G3)またはテトラグライム(G4)の等モル混合錯体([Li(G3)][TFSA]または[Li(G4)][TFSA])を様々な分子性溶媒と混合し、等モル混合錯体の配位子と分子性溶媒の間の配位子交換について調べたところ、水やプロピレンカーボネートと混合した場合では配位子交換が顕著に起こり、錯カチオン([Li(G3)]+や[Li(G4)]+)が不安定となることが分かった。しかし、アセトニトリル、アセトン、トルエン、ハイドロフルオロエーテルなどの溶媒と混合した際には錯カチオンが安定に存在することを確認した。また、これらの分子性溶媒中における錯カチオンの安定性は分子性溶媒の誘電率、ドナー数などの溶媒パラメータと関連性があることが分かった。リチウム系電解液として適した分子設計を行うため、上記の混合液の電解液特性を調査したところ、アセトニトリル、アセトン、トルエン、ハイドロフルオロエーテルなど様々な分子性溶媒で溶媒和イオン液体を1 mol/L程度の濃度まで希釈すると、錯カチオンの構造を保持したまま、低粘性(< 10 mPas)、高イオン伝導性(> 5 mS/cm)を示す溶媒和イオン液体希釈系の電解液が得られることを確認した。

2015年，我们提取了定义一组新离子液体（溶剂化离子液体）的分子理论要求，设计了新的溶剂化离子液体，并研究了稀释电解质。使用与多种分子混合制备双三氟甲磺酰胺锂 (LiTFSA) 和三甘醇二甲醚 (G3) 或四甘醇二甲醚 (G4) ([Li(G3)][TFSA] 或 [Li(G4)][TFSA]）的等摩尔混合复合物。中性溶剂，当我们研究等摩尔混合配合物的配体与分子溶剂之间的配体交换时，我们发现当与水或碳酸亚丙酯混合时，配体交换发生显着，并且配合物阳离子（[Li(G3)]+和[ Li(G4)]+)被发现不稳定。然而，已证实当与乙腈、丙酮、甲苯和氢氟醚等溶剂混合时，络合阳离子稳定存在。此外，还发现这些分子溶剂中络合阳离子的稳定性与分子溶剂的介电常数和供体数量等溶剂参数有关。为了设计适合锂基电解质的分子，我们研究了上述混合物的电解质性质，发现使用乙腈、丙酮、甲苯和氢氟醚等各种分子溶剂的溶剂化离子液体，浓度为1 mol/ml当稀释至约L的浓度时，它保持络合阳离子的结构并表现出低粘度(<10mPas)和高离子电导率(>5mPas)。证实可以获得表现出高产率(mS/cm)的溶剂化离子液体稀释电解质溶液。