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産総研、より安全で、安定したリチウム-空気電池を開発

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産業技術総合研究所は、イオン液体の電解液とカーボンナノチューブ(CNT)からなるゲル空気極を用いて、酸素雰囲気中だけではなく、空気中でも作動可能なリチウム-空気電池を開発した。

これまでのリチウム-空気電池には電解液として有機電解液が用いられているため、有機電解液の発火、蒸発、分解などの問題があった。今回、電解液としてイオン液体、空気極(正極活物質である酸素の反応場となる電極)としてゲルを用いる設計を採用し、従来よりも、安全で、安定した動作をするリチウム-空気電池を作製した。今回開発したリチウム-空気電池により、初めて空気中での可逆的な大容量(10,000 mAh/g)充放電を実現した。

リチウム-空気電池は、金属リチウムを負極活物質(電子を放出する物質)とし、空気中の酸素を正極活物質(電子を取り込む物質)として構成した充放電可能な電池。理論的には現在のリチウムイオン電池の約5~8倍の重量エネルギー密度をもつポストリチウムイオン電池として注目されており、電気自動車など自動車用電池として研究されている。

しかし、電解液に有機電解液を用いたリチウム-空気電池では、前述の課題に加えて、空気中の窒素、水分などが有機電解液に溶け込んでしまうと、負極の金属リチウムと化学的に反応する恐れがあるため、有機電解液を用いたリチウム-空気電池では動作試験は純酸素雰囲気中で行わざるを得ないという問題があった。

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