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産総研、全固体型のリチウム-空気電池を開発 液漏れの心配なく安全

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産総研、全固体型のリチウム-空気電池を開発 液漏れの心配なく安全

産業技術総合研究所のエネルギー技術研究部門は、電解質や電極材料に液体や有機材料を用いずに、無機化合物の固体だけで構成された「新型リチウム-空気電池」を開発した。

今回、電解質として無機固体電解質を用い、有機電解液等を使わない、安全性の高いリチウム-空気電池を設計・構築し、常温・空気中での作動を確認。これにより液漏れや揮発、発火等の心配がなくなった。また、電解液に比べて安定している固体電解質を用いることによって、充電時と放電時の電圧差が小さくなった。新型電池は、高い安全性と高エネルギー密度を両立できるため、電気自動車(EV)用の大型蓄電池への応用が期待されている。

ただ、実験の初期段階のため、充電性能や分極などの問題がある。しかし、従来のリチウム-空気電池が抱えている問題を解決できる可能性が示唆されている。今後は、反応機構の詳細な分析と共に、リチウムイオン伝導度の高い固体電解質材料の適用、空気極材料と電極構成の最適化、作動環境の検討などを行い、より優れた性能のリチウム-空気電池の開発を目指す。

現在、ハイブリッド自動車、EVの普及が進んでおり、蓄電池としてエネルギー密度が高いリチウムイオン電池が搭載されている。しかし、EV等の長距離走行には十分ではないため、より高性能な蓄電池の開発が求められている。

リチウム-空気電池は、リチウムイオン電池の発展型の蓄電池で、理論的にはリチウムイオン電池の5~8倍の重量エネルギー密度を持つことが期待されている。しかし、従来からリチウムイオン電池に用いられてきた有機電解液などの材料をリチウム-空気電池に用いると、充放電中に分解・反応してしまうため、より安定的な蓄電池の開発が求められている。

【参考】
産業技術総合研究所 - 有機材料を使わない全固体型のリチウム-空気電池
ニュース - 産総研、より安全で、安定したリチウム-空気電池を開発(2012/10/5)

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