インテリジェントLiイオン電池

インテリジェント Liイオン電池
工学部 化学システム工学科 教授 八尾 滋
低温で高伝導性を示し、温度上昇に伴い電池自らが出力を
下げるインテリジェント機能を有するセパレーター
側鎖結晶性ブロック共重合体(SCCBC)
特徴
O
O
O
 PE表面に良好な吸着特性をもつ
(細孔内部も改質が可能)
 力学物性を低下させない
(プラズマ処理などで表面損傷の保護)
O
STA
側鎖結晶性
DEEA
Liイオン
伝導性
O
O
m
 不活性のPEを任意の物性に改質できる
(疎水性
親水性)
n
 昇温により元の物性に戻すことができる
Fig.1
Chemical structure of SCCBC
機能発現メカニズム
化学構造が似ている
結晶構造が似ている
低温
高温
低温状態
平面ジグザグ結晶同士が凝結晶を形成して吸着
擬結晶が融解することにより脱離
高温状態
ポリエチレンセパレーターの機能化
伝導度の温度依存性
-3.0
ブロック共重合体が
PE細孔表面に吸着して
リチウムイオンが動け
るチャネルが形成
(伝導度高)
PE
イオン
チャネル
log σ (S・cm-1)
伝
導-3.1
度
高-3.2
低温
Liイオン
伝導部位
通常のPEフィルター
-3.4
伝
導
度
-3.5
-3.6
-3.7
高温
ブロック共重合体が
PE細孔表面から離脱して
リチウムイオンが動ける
チャネルが崩壊
(伝導度低)
インテリジェントセパレーター
-3.3
高
吸着部位
可逆
高温領域での
伝導度の制御
低温領域での
伝導度の上昇
-3.8
-3.9
低
-4.0
2.8
2.9
温度
Fig.2
福岡市城南区七隈八丁目
高
3.1
低
3.2
3.3
1000 K/T
Temperature dependence of conductivity
産 学 官 連 携 セ ン タ ー
〒
3.0
[担当事務局:研究推進部産学知財課]
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