NEDO、リチウムイオン電池を凌駕する革新型蓄電池を開発

エコカー レスポンス

新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)、京都大学などは、リチウムイオン電池を凌駕する革新型蓄電池の基礎技術を構築したと発表した。

プラグインハイブリッド自動車(PEV)や電気自動車(EV)の航続走行距離を伸ばすため、従来のリチウムイオン電池(LIB)の性能を凌駕するエネルギー密度を持つ革新型蓄電池のニーズが高まっている。

LIBは、イオンを収納する入れ物(ホスト材料)の間でリチウムイオンをやり取りすることで充放電するため、繰り返し充放電特性(サイクル特性)に優れるという利点がある一方で、ホスト材料の重量や体積が嵩むために、達成可能なエネルギー密度に限界がある。

この入れ物を廃して、金属そのものを電極として利用する新しいコンセプトの蓄電池「リザーバ型蓄電池」ならエネルギー密度は大幅に向上するが、電極材料によってはサイクル特性に大きな問題を抱える。特に、電極反応生成物が電解液に全く溶解せずに活性を示さない場合や、電解液に過剰溶解して散逸する場合は、サイクル特性が期待できず二次電池としては使用が困難だった。

今回、NEDOのプロジェクトで、京都大学、産業技術総合研究所などの研究グループは、電解液に電極の反応種が適度に溶解できる環境づくりに着目し、添加剤(アニオンレセプター)の導入、溶解性の高い電極材料の固定化、電極―電解質界面のナノレベルでの制御によって、種々の材料でサイクル特性や充放電特性の向上に成功した。

今回の研究では、従来は使用が困難であると考えられてきた電極系を、溶解度制御といった新しいコンセプトを活かすことにより、LIBを凌駕するエネルギー密度500Wh/kgを見通す高エネルギー密度の革新型蓄電池の構築が可能であることを示した。

今後、研究開発成果を活かした電池系が、長期サイクル特性や出力特性・安全性といった車載用蓄電池に求められる諸特性をクリアすることにより、電気自動車を始めとする次世代自動車の高性能な電源として搭載されることを目指す。

  • レスポンス編集部
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