K-§MART SEEDS集低粘性ホスホニウムイオン液体を電解質としたLIBの開発
概要
Lithium Ion Battery(LIB)には電解質としてカーボネート系有機溶媒が一般的に用いられているが、熱暴走により着火する危険性がある。したがって、高温/高電圧作動のような過酷な使用条件では、より安定性が高い電解質が必要となる。そこで、難燃性や難揮発性、広い電位窓、高いイオン伝導性などの優れた性質を持つ低粘性四級ホスホニウムイオン液体に着目した。
- 従来技術
- 有機系溶媒を用いた電解質。熱暴走により着火する危険性がある。LIB用電解質としてイミダゾリウム系や溶媒和イオン液体などが開発されている。
- 優位性
- ホスホニウムイオン液体は非常に高い熱的安定性を持ち安定であるが、バルキーなカチオン構造のものが多く、イオン伝導性が低かったが、低粘性ホスホニウムカチオンは優れたレート特性を持つ。
特徴
近年、電気自動車（Electric Vehicle : EV）用電源としてLIBの用途が拡大しており、エネルギー密度の向上やコスト低減を目指してCo
フリー高電位正極の研究が行われている。 LIB には電解質として有機カーボネート系電解液が一般的に用いられているが、熱的安定性と高電位での電気化学的安定性に問題がある。したがって、高温/高電圧作動のような過酷な使用条件では、より安定性が高い電解質が必要となる。そこで、難燃性および難揮発性、広い電位窓、高いイオン伝導性といった優れた性質を有する低粘性四級ホスホニウムイオン液体に着目した。これまでにLCO正極系やグラファイト負極系において各種電気化学測定によりカチオンの中心元素やその側鎖、そしてアニオンが電解質特性へ与える影響について比較検討してきた。現在、高電位正極材料であるNMC系について検討している。
LIB用電解液としての負極特性評価
LIB用電解液としての正極特性評価
LIB用電解液としての高電位正極への適用
- 実用化イメージ・想定される用途
- ・LIB
・ナトリウム電池
・次世代空気電池
・固体電池
- 実用化に向けた課題
- ・イオン液体に適したセパレーターの開発により、更に優れた特性が期待される。
研究者紹介
山田 裕久（やまだ ひろひさ）researchmap
yamada(α)nara.kosen-ac.jp(α)を@に置き換えてください
研究者からのメッセージ
LIBや次世代電池に関するイオン液体電解質への適用や物理化学・電気化学的評価などご相談ございましたらよろしくお願いいたします。
多様な機器分析もお引き受けできますので、お気軽に技術相談ください。
- 研究キーワード
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LIB
ホスホニウムイオン液体
高電位正極
- 知的財産権
