> > 産総研、より安全で、安定したリチウム-空気電池を開発

産総研、より安全で、安定したリチウム-空気電池を開発

記事を保存
産総研、より安全で、安定したリチウム-空気電池を開発

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。

これらの問題点を解決するために、電解液として燃えにくく、揮発しないイオン液体を用いるとともに、空気極として液体に濡れない撥水性ゲルを用いることにした。このような構成のリチウム-空気電池に、空気雰囲気下で一定の電流を流した場合の電池の充放電特性について調べたところ、放電と充電が可能であることが確認された。すなわち、イオン液体とゲル空気極を用いたリチウム-空気電池によって、これまで困難であった空気中において可逆的かつ大容量で作動させることに世界で初めて成功した。

また、CNTの重量あたり10,000 mAh/g以上の容量が得られること、さらに、一定の容量(1,000 mAh/g)に制限して充放電を行うことによって、10サイクルの間安定した充放電特性が得られることを確認した。今後は、撥水性ゲル空気極の性能向上、電池構成の最適化などを行い、より優れた性能のリチウム-空気電池の開発を目指す。

参考:産総研 - イオン液体とゲル空気極を用いたリチウム-空気電池

関連セミナー・イベント情報

関連カテゴリ

プレスリリースを受け付けております

環境ビジネスオンラインでは、皆様からの環境に関する情報をお待ちしています。

新製品・新サービス、研究内容、法令情報、イベント・セミナー、海外の環境ビジネス情報など、お気軽にお寄せ下さい。お送り頂いた内容を、編集部にて拝見いたします。

こちらから、必要事項をご記入ください

Copyright © 2012 日本ビジネス出版. All rights reserved.