全固体イオニクス素子構築にたいするポリマーの役割

聚合物在构建全固态离子器件中的作用

• 批准号: 11229202
• 负责人: こうじ谷 信三
• 金额: $ 40.38万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11229202/
• 关键词: 高分子固体電解質; 分岐型ポリエーテル; 導電率; イオン伝導性エラストマー; アイオネン型エラストマー; 高分子電解質; イオン伝導性ガラス; ガラスとポリエーテルの複合体; 固体電解質; イオン伝導; ポリエーテル; リチウム塩; オキシスルフィドガラス; 高分子全固体電解質; 結晶化度; イオン伝導性; スルフィドガラスとポリエーテルの複合体; 電圧特性; イオン伝導体ガラス; ポリエチレンオキシド; 有機-無機複合体

電解質の固体化は全固体イオニクス素子作製のための最大の難関である。フレキシブルな固体電解質の開発に向かって、分岐型ポリ(オキシエチレン)および主鎖に第4級アンモニウムカチオンを有するアイオネン型エラストマーのイオン伝導特性を検討した。分岐型ポリ(オキシエチレン)については、分岐となる側鎖のオキシエチレン鎖の重合度が1、2、3の三種の試料について導電率および基礎物性の評価を終了した。いずれの試料も良好な特性を示したが、合成の容易さとイオン伝導性ガラスとの複合化が容易であることに示されるような加工の容易さから、重合度2の側鎖を有するもの(BEC)が今後の重点的な開発の対象として適当と結論した。BECの優れたエラストマーとしての特性を利用して、BECフィルムのの一軸延伸下での導電率を測定し、伸長により導電率が大きくなるという興味ある結果を得た。この結果はアモルファス状態で発現することも判明した。応用面にどう活用するかが今後の課題である。アイオネン型エラストマーとして、ジピリジルおよび脂肪族アンモニウム塩の二種を検討した。いずれも良好なエラストマー特性を示し、導電率の点でも直鎖ポリ(オキシエチレン)のレベルを越えており、今後さらに開発を進める対象である。

固化电解质是生产全固态离子器件最困难的任务。为了开发柔性固体电解质，我们研究了主链中带有季铵阳离子的支化聚氧乙烯和紫罗烯型弹性体的离子导电性能。对于支链聚氧乙烯，我们完成了支链侧链氧乙烯链聚合度为1、2、3的3种样品的导电性和基本物性的评价。所有样品均表现出良好的性能，但侧链聚合度为2的样品（得出结论为BEC）适合作为未来重点开发的目标。利用BEC作为弹性体的优异性能，我们测量了单轴拉伸下BEC薄膜的电导率，并得到了有趣的结果：电导率随着拉伸而增加。还发现该结果以非晶状态表达。未来的挑战是如何在实际应用中利用它。研究了两种类型的紫罗烯型弹性体：联吡啶和脂肪族铵盐。两者均表现出良好的弹性体性能，并且在导电性方面超过了线性聚氧乙烯的水平，是未来进一步开发的目标。

项目成果

Y.Ikeda, S.Kohjiya: "Ionic conductivity & mechanical properties of branched poly(oxyethvlene)s"Solid State Ionics. 147 3,4. 403-409 (2002)

Y.Ikeda、S.Kohjiya：“离子电导率

こうじ谷信三、池田裕子: "Polymer solid electrolyte from amorphous poly (epichlorohydrin-co-ethyleneoxide)/lithium complex"Polymer International. 49・1. 197-202 (2000)

Shinzo Kojitani、Yuko Ikeda：“来自无定形聚（环氧氯丙烷-环氧乙烷）/锂复合物的聚合物固体电解质”Polymer International 197-202（2000）。

S.Kohjiya, Y.Ikeda: "Solid electrolyte composed of glass and high molecular weight branched poly(oxyethylene)"Solid State Ionics. 154-155. 1-6 (2002)

S.Kohjiya，Y.Ikeda：“由玻璃和高分子量支化聚氧乙烯组成的固体电解质”固态离子学。

池田裕子、村上昌三、こうじ谷信三: "Characterization of comb-shaped poly (oxyethylene) with tri (oxyethylene) chains for polymer electrolyte"Electrochimica Acta. 45・8/9. 1167-1174 (2000)

Yuko Ikeda、Shozo Murakami、Shinzo Kojitani：“用于聚合物电解质的具有三（氧乙烯）链的梳状聚（氧乙烯）的表征”Electrochimica Acta 45・8/9（2000）。

Y.Ikeda: "Ion conducting composites from Li_2S-SiS_2-Li_4SiO_4 oxysulfide"Polymer. 42・16. 7225-7228 (2001)

Y.Ikeda：“Li_2S-SiS_2-Li_4SiO_4 氧硫化物的离子导电复合材料”聚合物 42・16 (2001)。