東京工業大学の菅野了次教授らの研究グループは2017年7月、全固体リチウムイオン電池の実用化を加速させる可能性があるという新たな固体電解質を発見したと発表した。菅野了次教授らの研究グループは2017年7月、高価なゲルマニウムを使用せず安価で汎用的な物質を用いて超イオン伝導特性を示す固体電解質材料を発見したと発表した。東工大では「全固体リチウムイオン電池(以下、全固体電池)の実用化を加速させる新たな固体電解質の発見」としている。電気自動車やスマートフォンなどでの応用が期待されている全固体電池は、固体の電解質が現状のリチウムイオン電池に用いられる液体の電解質に比べ電気の伝導率(イオン伝導率)が低いため、出力が低いという課題を抱えていた。その中で、液体電解質に匹敵する12mScm−1というイオン伝導率を持つ固体電解質「Li10GeP2S12(LGPS:リチウム・ゲルマニウム・リン・硫黄)」が発見された。2016年にはイオン伝導率25mScm−1を示す「LiSiPSCl(リチウム・ケイ素・リン・硫黄・塩素)」も発見されている。超イオン伝導率を持つ固体電解質は、希少金属であるゲルマニウムが必要であったり、塩基(Cl)などを用いた特異な組成であったりした他、電気化学的に不安定という課題も抱えた。今回、菅野氏らの研究グループが発見した固体電解質は、スズ(Sn)とケイ素(Si)を組成した「Li-Sn-Si-P-S(LSSPS):Li10.35[Sn0.27Si1.08]P1.65S12(Li3.45[Sn0.09Si0.36]P0.55S4)」で、イオン伝導率11mScm−1を示す超イオン伝導体だ。研究グループは、Li3PS4-Li4SnS4-Li4SiS4擬似三成分相図中で新規材料探索を行い、Li10GeP2S12(LGPS)型の生成領域を明らかにした。Sn系、Si系と比べて広い組成範囲でLGPS型相が形成し、組成最適化により、11mScm−1のイオン伝導率を示す新材料を発見した。従来の超イオン伝導特性を示す固体電解質に比べ、合成しやすく、熱安定性が高いという長所を持つ。大気下での安定性が高いこと、柔らかく、加工しやすいこと、電気化学的な安定性が高いといった長所も併せ持つ。エネルギー密度の正極材料開発FDKと富士通研究所は、全固体リチウムイオン電池の正極材料として、エネルギー密度が高い「ピロリン酸コバルトリチウム」を共同開発した。2017」で、ボタン型の小型全固体リチウム二次電池を参考展示した。Technologiesが、1×1cmと超小型の全固体薄膜リチウムイオン電池を発表した。構造解明に成功NEDOは、全固体電池の性能に大きな影響を与えるイオン伝導のメカニズムをリチウムイオン伝導率の高い硫化物ガラスで明らかにしたと発表した。エネルギー密度の高い次世代蓄電池の開発が可能となる。石田暢之氏らの研究チームは、全固体リチウムイオン二次電池の複合正極材料において、充放電前後の電位分布変化をナノスケールで可視化することに成功した。LLC.ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。