ブックタイトル鉱山2019年10月号

概要

鉱山2019年10月号

ン電池の正極活物質と正極反応の形態が大きく異なる。リチウムイオン電池ではLi +イオンが正極活物質から脱離したり，正極活物質に挿入されたりする反応である。一方，Li硫黄電池やLi空気電池ではLi 2 SやLi 2 O 2が放電生成物でありLi +イオンの単純な挿入・脱離反応ではなく，新たな物質が放電により形成される。また，負極もLi金属が用いられる。反応機構を図2に示す。Li空気電池とリチウムイオン電池の比較で示した。Li空気電池の正極反応ではLi 2 O 2が生成するためには炭素からなる集電体とLi 2 O 2が生成するための空間が必要になる。また，比較的多めの電解液も必要である。リチウムイオン電池では単純にLi +イオンがLiCoO 2と黒鉛間を行き来しているだけなので，電解液は少なくて済む。また，正極および負極に既にLi +イオンを収納できる空間を有しているため，放電生成物あるいは充電生成物の生成するスペースを設ける必要がない。このように，革新電池ではこれまでのリチウムイオン電池の場合と異なる反応が進行するための，この点を考慮した電池の開発が求められる。全固体電池の場合にも，正極に使用する材料により反応機構は大きく異なる。実電池を作製する場合，反応機構の違いにより電池のエネルギー密度が異なる。以下に各種革新電池で得られている成果について簡単に紹介する。5．革新電池の開発状況5-1全固体電池（硫黄系固体電解質）全固体電池に関する研究ではLi +イオン伝導性の固体硫化物および酸化物の研究から始まり，現在では電池研究が中心に行われている。これまでにLiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2正極を使用して電池試作を行いながら，界面の問題の解決などが展開されてきた。界面の問題では正極表面に固体電解質をコーティングすることにより界面抵抗を低減し，より良い特性が得られることを見出している。また，コーティングに使用する固体電表1本プロジェクトで推進している革新電池の構成，エネルギー密度図2 Li空気電池の反応機構とリチウムイオン電池の反応機構の比較鉱山第779号2019年10月－3－