2009年12月02日

東京理大、イオン液体電解液を用いた次世代リチウム電池を開発

【カテゴリー】：新製品/新技術 【関連企業・団体】：なし

東京理科大学理学部第一部応用化学科の駒場慎一准教授らは、慶應義塾大学理工学部応用化学科・美浦隆教授らとの共同研究により、発火などの危険がなく安全性の高い 材料を用い、既製品よりも性能の優れたリチウム二次電池を作る新技術を世界で初めて開発したと発表した。 　現在のリチウムイオン二次電池には可燃性の有機溶媒を用いた電解液が使用されているが、この電解液に難燃性のイオン液体を用いた場合、既存のリチウム二次電池に比べて出力密度が低く、電池としての性能が低くなるという問題点があった。 　研究チームは、高容量を実現できる電極材料をイオン液体中で適用可能にすることで、電池の性能向上を図った。 　電池は正極と負極で構成され、高容量を実現する材料や技術はそれぞれ異なる。そこで、正極と負極それぞれの高容量化を検討し、負極では、今まで適用が難しかった高容量材料を新技術により適用可能とし、正極では、高容量正極の材料となる化合物の合成に成功した。 　負極には、ケイ素と黒鉛を混合したものを採用した。ケイ素は電極として用いると微粉化してしまうため、サイクル寿命が短くなるという問題があった。黒鉛も、イオン液体中で用いる構造が変化してリチウムイオン(電荷)が通りにくくなる。そこで、機能性バインダーであるポリアクリル酸を使いこれらの問題を解決した。 　 　高容量負極であるケイ素と黒鉛の混合電極のサイクル寿命を大幅に向上させることに成功した。さらに、高容量正極の材料となるマンガン系酸化物の合成に成功し、イオン液体でその性能を実証。正極と負極双方に、高容量電極を用いることを可能としたことで、リチウム二次電池のエネルギー密度とサイクル寿命の大幅な向上を実現した。 参考ファイル　： http://www.tus.ac.jp/tlo/information/pdf/091124.pdf