Blend and Composite Materials based on Solid Polymer Electrolytes

Abstract

太陽電池,キャパシタ,燃料電池,リチウム(Li)イオン 二次電池などのエネルギー変換・貯蔵デバイスは,将来の発 電政策や自動車産業などに影響を及ぼす重要な研究対象であ るばかりか,現代社会における身近な生活には欠かせないも のとなってきている.将来的には,低炭素社会やエネルギー 問題にも貢献する中心的な重要技術である.特に,省エネや 環境問題の観点から,高エネルギー密度で長時間の動作が実 現できる新しいエネルギー貯蔵デバイスに対するニーズは非 常に高い.このような社会的背景の中で,次世代蓄電池の研 究開発が構成材料(特に,電極や電解質)の研究を中心に盛 んに行われている.電解質に関しては,ポリマーと電解液か らなるゲル電解質の発展によって,従来の電池よりもさらな るエネルギー密度の向上と大容量化が達成されたLiポリマー 二次電池が開発され,高機能携帯端末やノートパソコンなど の電子機器類に広く普及している.このような「電解質の固 体化」は,デバイスの安全性(材料の引火性や液体の漏洩・ 揮発の可能性など)の改善につながる重要なポイントである. ところが,現在市販されているゲル電解質型のLiポリマー二 次電池は,過充放電や短絡によって発火や破裂の危険性があ ることが知られている.ゲル電解質は,性能(特にイオン伝 導度)の大部分を電解液に依存しているため,重量の8割以 上が液体である.液体漏洩の可能性は低減しているものの, 引火性などの安全性はほとんど改善されていない.液体の漏 洩を防ぐための封止対策は厳重であり,そのための金属外装 パッケージはデバイスの重量増加にもつながっている.そこ で近年,液体に全く依存しない固体高分子型の電解質が再び 注目されている.電解質の完全固体化は,安全性や引火性を 改善し,軽量化の実現に貢献するばかりでなく,Liイオン二次 電池以外の新しい用途展開も期待される重要な研究である.