究極の二次電池…「リチウム空気電池」早期実用化に前進

物質・材料研究機構（NIMS）、科学技術振興機構（JST）、ソフトバンクは12月2日、リチウム空気電池の早期実用化につながる研究成果を発表した。

3者はエネルギー密度の高いリチウム空気電池のサイクル寿命が、電解液量と面積容量の比に支配されていることを解明した。反応に使われる酸素に加え、副反応に伴って生成される物質の定量的な測定法を開発し、電池反応全体での反応物、生成物の収支を精密に評価できるようになり、サイクル寿命の主要因の決定に成功した。

リチウム空気電池は、理論エネルギー密度が現状のリチウムイオン電池の数倍に達する「究極の二次電池」とされており、軽くて容量が大きいことから、ドローンや電気自動車、家庭用蓄電システムまで幅広い分野への応用が期待されている。サイクル寿命を延ばすことが重要な課題だった。

研究チームは、反応に使用する酸素や、充放電に伴って発生する気体、揮発性物質を定量的に評価する手法を開発したことで、電解液量を一定のまま面積容量を減らすと、サイクル寿命が延びることが明らかになった。一方で、面積容量が減ると電池のエネルギー密度は下がるため、実用的なリチウム空気電池の開発では「電解液量と面積容量の比」のパラメータを意識した電池設計、材料評価が重要となる。