安全で高性能なLiイオン電池などの蓄電池に関する研究
理工学部物質生命理工学科 藤田 正博 教授
- 研究
【研究の概要】
種々のイオン液体を合成し、それらの基礎物性評価、各種蓄電池の評価を行っている。ピロリジニウム系イオン液体を中心に高性能電解質の開発を行ってきた。ピロリジニウムカチオンの側鎖にエーテル結合を導入したところ、イオン伝導性を向上させることができた。これらイオン液体は有機電解液に匹敵する高イオン伝導性(室温で10-2 S cm-1程度)を有するものの、リチウムイオンの輸送能を向上させる必要がある。
現在は、カチオンとアニオンを共有結合で固定した双性イオン、柔らかい固体である柔粘性イオン結晶を合成し、イオン伝導性とリチウムイオン輸送能に優れた理想的な電解質材料の開発を行っている。さらに、イオン液体の漏液のリスクを低減させるため、イオン液体と高分子を複合化したイオンゲルの作製と評価も行っている。
【将来の発展性】
イオン液体、双性イオン、柔粘性イオン結晶は難揮発性であるため、それらを電解質材料に用いれば、安全かつ高性能な蓄電池の開発が可能である。さらに、稀少元素であるリチウムに代わり、資源的に豊富なナトリウムやマグネシウムを活用した蓄電池の開発も精力的に研究されている。リチウムイオン電池の開発に注力しつつ、ポストリチウムイオン電池として期待されるナトリウムイオン電池やマグネシウムイオン電池の研究にも取り組んでおり、今後、これらの蓄電池に対する社会的要請は益々増えるであろう。これまでに検討してきたイオン液体、双性イオン、柔粘性結晶、イオンゲルは、それら次世代型蓄電池の開発に大いに貢献できると期待される。
上智大学 理工学部 物質生命理工学科 高分子科学グループ(通称:高分子研)
http://www.mls.sophia.ac.jp/~polymer/
担当教員
藤田 正博Fujita Masahiro
理工学部物質生命理工学科