- Address
- 305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1 [アクセス]
研究内容
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
論文
- Sadaki Samitsu, Ryota Tamate, Takeshi Ueki. Rheological Properties of Dense Particle Suspensions of Starches: Shear Thickening, Shear Jamming, and Shock Absorption Properties. Langmuir. 40 [51] (2024) 26852-26863 10.1021/acs.langmuir.4c02920
- Sadaki Samitsu, Ryota Tamate, Takeshi Ueki. Effect of Liquid Properties on the Non-Newtonian Rheology of Concentrated Silica Suspensions: Discontinuous Shear Thickening, Shear Jamming, and Shock Absorbance. Langmuir. 40 [46] (2024) 24241-24256 10.1021/acs.langmuir.4c01547
- Ryota Tamate. Development of functional polymer gel electrolytes and their application in next-generation lithium secondary batteries. Polymer Journal. (2024) 43-55 10.1038/s41428-024-00969-8
書籍
- 玉手 亮多, 上山 祐史, 上木 岳士. イオン液体を用いた自己修復性ソフトマテリアル. イオン液体の実用展開へ向けた最新動向. シーエムシー出版, 2022, 8.
- UEKI, Takeshi, TAMATE, Ryota. Dynamic Hydrogel. Material-based Mechanobiology. Royal Society of Chemistry, 2022, 26.
- 玉手 亮多. イオン液体中で発現する超分子結合を利用した自己修復性ソフトマテリアル. 技術情報協会, 2020
口頭発表
- PENG, Yueying, TAMATE, Ryota, NISHIKAWA, Kei. Extremely Tough and Stretchable Artificial Interphase for Stable Lithium Metal Anodes. The 65th Battery Symposium in Japan. 2024
- Zhouna Tang, UEKI, Takeshi, TAMATE, Ryota, 秋元 文, 吉田 亮. Autonomous Motion of Polymer Vesicles Containing Self-oscillating Linear Polymers. Gel Sympo2024 (14th International Gel Symposium). 2024
- TAMATE, Ryota, PENG, Yueying, KAMIYAMA, Yuji, NISHIKAWA, Kei. Tough Polymer Gel Electrolytes with Strong Interpolymer Hydrogen Bonding to Stabilize Lithium-Metal Anodes. Gel Symposium 2024. 2024 招待講演
所属学会
イオン液体研究会, 高分子学会, 電気化学会, American Chemical Society
高分子・バイオ材料研究センター
機能性高分子ゲル電解質の開発と電気化学デバイスへの応用
自己修復,高強度,イオン液体,ゲル電解質,リチウム二次電池
概要
電気自動車・ドローンなど新たな移動体の出現、IoT時代の到来により、フレキシブル/ウェアラブル機器や高容量・高安全な二次電池といった新たな電気化学デバイスが求められている。このような背景をもとに、不揮発性・電気化学/熱的安定性などの性質から次世代電解液として注目されるイオン液体と高分子からなるゲル電解質「イオンゲル」に関する研究を実施してきた。特にウェアラブルデバイス等に求められる機械的な耐久性の向上を目的とした自己修復性イオンゲルの創製を行った。更に有機溶媒と無機塩からなる有機電解液に対象を拡げて、ゲル電解質への自己修復性・高強度性など力学機能の付与、次世代リチウム二次電池への応用に関して研究を実施した。
新規性・独創性
● 自発的に損傷を修復できる新しいイオン伝導性ゲル材料の開発
● 超高分子量ポリマーの絡み合いという汎用的かつ全く新しいコンセプトによる自己修復ゲル
● 優れた力学特性と自己修復性の両立、リサイクル性の付与
● 非常に高強度なリチウム伝導性ゲル電解質の創出
● リチウム金属負極の保護被膜への応用によるリチウム金属電池のサイクル性能の大幅な向上を実現
内容
イオン液体中でのラジカル重合において、開始剤量を極低濃度とすることで超高分子量ポリマーが高いモノマー転化率で生成し、超高分子量ポリマーの絡み合いにより化学架橋剤フリーで自立したゲル「超高分子量ゲル」が形成されることを見出した。超高分子量ゲルは、高い自己支持性・伸張性・リサイクル性に加え、室温での迅速な自己修復性という優れた性質を示す。超高分子量ゲルは汎用のモノマー・イオン液体から非常に簡便に作成できるため、ストレインセンサーやフレキシブルバッテリーなどウェアラブルデバイスの電解質として応用が期待される。
まとめ
● イオン液体中での超高分子量ポリマーの絡み合いを利用することで、汎用的で簡便に合成できる新しい自己修復ゲルを創製した。
● 高強度ゲル電解質をリチウム金属負極の人工保護被膜に適用し、リチウム金属電池のサイクル特性を大きく向上した。
● これらの機能性ゲルは、今後ますます需要が高まるIoT機器や次世代蓄電池の電解質としての応用展開が期待される。