高容量で格子体積が変化しない電池材料が誕生、「夢の電池」実現へ

　横浜国立大学、茨城大学、ニューサウスウェールズ大学らの研究グループは、リチウムイオン蓄電池の電池材料として、高容量で充放電時の格子体積が変化しない材料を開発し、従来よりも優れたサイクル寿命を実現する全固体電池の作製に成功したことを発表した。

　リチウムイオン蓄電池において、電解液に固体電解質を用いる全固体電池は、急速充電可能/高エネルギー密度化/長寿命化などの利点がある“夢の電池”として期待されている。しかし、一般的な電池材料では充放電時に格子体積が大きく変化するため、固体の電池材料と固体電解質との安定な界面形成が困難であるという問題が知られており、電池の軽量化と実用化への課題となっていた。

　本研究では、従来のコバルトおよびニッケル系材料と比較して高容量でありながら充放電時に格子体積の変化が生じないという、リチウム過剰バナジウム系正極材料を独自に開発。また、同電池材料と硫化物固体電解質を用いた全固体電池を作製し、400サイクルにわたり電池特性が劣化しないことを確認した。

　同研究グループは本研究成果を応用することで、全固体電池を含めた次世代リチウムイオン蓄電池の実現が期待できるとしている。