リチウムイオンバッテリ開発者らが、安全かつ急速充電可能で長寿命な固体バッテリを開発

John Goodenough教授

　米テキサス大学は2月28日(現地時間)、従来のバッテリよりも高性能な新固体電池を開発したと発表した。

　これはリチウムイオンバッテリの共同開発者である、John Goodenough教授率いる研究チームが開発したもので、従来のバッテリと比較して、より安全かつ高速に充電可能で、長寿命なバッテリの実現に繋がるものであるとしている。

　主要技術は、テクサス大学オースティン校コックレル工学部のシニアリサーチフェローであるMaria Helena Braga氏によって開発されたもので、論文は『Energy & Environmental Science』誌に掲載されている。

　研究チームによると、新固体バッテリセルは、現在のリチウムイオンバッテリ比で少なくとも3倍のエネルギー密度を有することを実証しており、充電レートも数時間単位から数分単位へと高速化が可能になるとしている。

　従来のリチウムイオンバッテリは、有機溶媒などの液体電解質と、正極負極に黒鉛やコバルトなどを用いているが、今回開発された固体バッテリは、アルカリ金属アノード(リチウム、ナトリウム、カリウム)を使用し、カソードのエネルギー密度向上、長期間のサイクル寿命を実現。実験では、低セル抵抗で1,200サイクル以上を達成した。

　電解質に固体ガラスを採用するのも特徴で、-20℃という低温環境下でも高い導電率を有するため、電気自動車などに搭載した際に想定される、氷点下の屋外などでも動作する。なお、固体バッテリセルとしては、初の60℃以下で動作可能なものだという。

　ガラス電解質は、バッテリセルの製造を簡単にするというメリットもあるほか、急速充電時に発生しうる短絡(ショート)の危険がない。加えて、ガラス電解質は海水から抽出でき、広く入手可能なため、リチウムを低コストで置換できるとする。

　今後の展望としては、バッテリ製造企業と協力して試験を行なっていきたいとしている。