韓国UNISTがリチウム電池の高電圧・長寿命化に繋がる技術を開発

EV電池 研究開発

韓国UNISTがリチウム電池の高電圧・長寿命化に繋がる技術を開発

韓国の蔚山科学技術院(UNIST)は、エネルギー化学工学部チェ・ナムスン教授とグァク・サンギュ教授チームが大容量バッテリーで注目されるリチウム金属電池を実装する方法を開発したと18日明らかにした。より高電圧・長寿命のリチウム電池開発に役立つ技術のようだ。

リチウム金属電池は、リチウム金属を負極に採用し、大容量正極を結合することによって作成され、既存のリチウムイオン電池に使用される「炭酸電解液」は、リチウム金属に高い反応性を持つため爆発の危険がある。このため、リチウム金属負極に対する反応性が低く、4V以上の高電圧陽極でも動作が可能な電解液の開発が必要だった。

研究者らは、フッ素原子を含む溶媒を用いて「イオン濃縮型電解液」を開発した。
この電解液は、リチウム金属電池の負極と正極に保護膜を均一に形成し、全体バッテリーの寿命と出力を高めたものだ。
リチウム金属電池とリチウムイオン電池の充放電は、「リチウムイオン」が陽極と陰極を行き来している。 このとき、リチウムイオンが通る通路が電解液であるが、電解液自体が電極表面で反応して保護膜を作ることもある。 保護膜が不均一に形成されると、バッテリーの性能が落ちたり、バッテリーが壊れたりする現象が生じる。

研究者らは、フッ素を含有した電解液を介して負極と正極を同時に保護し、電池の出力を高めたと説明した。 フッ素はリチウム電極表面に保護膜を形成し、保護膜が部分的に破壊された時、修理する役割もしたという。
第1著者であるイ・ヨンウォン博士は「4V以上の高電圧で電解液が分解され陽極に絡みつく問題を解決した」とし「既存のリチウムイオン電池用電解液では確保できない高電圧と長寿命のリチウム金属電池を実装することができるようになった」と語った。
チェ・ナムスン教授は「リチウム金属電池と同じ陽極を使用するリチウムイオン電池をはじめ、次世代の高エネルギー密度電池の性能を向上させるのに多くの助けになるだろう」と述べた。
科学技術情報通信部と産業通商資源部の支援を受けて行われた今回の研究は、著名国際学術誌「ナノエネルギー」(Nano Energy)に11月20日付で公開された。


 
 
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