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リチウム酸素電池の技術は前進する

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

新しい報告によると、リチウム酸素(Li-O2)電池に内在する電気化学関連の障害が克服され、この高出力電池が今後数年のうちに広く普及する可能性が少し高まったという。Li-O2電池が大きな関心を集めている理由は、そのエネルギー密度の高さであり、リチウムイオン電池を少なくとも1桁以上上回っている。リチウム正極と、炭素負極と、リチウムイオンを含む有機電解質とで構成されるリチウムイオン電池は、使用中に過酸化リチウム(Li2O2)が生成されるのが一般的である。しかし、Li2O2は反応性が高いため、有機電解質溶液の分解と炭素負極の腐食を引き起こし、この技術を商業利用する際の障害となっている。それに対して、酸化リチウム(Li2O)は反応性がかなり低い。著者らによると、電池使用例の典型的条件である周囲条件下では、反応性の高いLi2O2の形成のほうが起こりやすいため、結果として、反応性の低いLi2Oを用いた電池よりも、Li2O2を用いた電池のほうがはるかに普及している。今回Chun Xiaらは、電池の動作温度を150℃に上げて、異なる材料(無機電解質と酸化ニッケル系負極)を使用することで、Li-O2電池に伴う熱力学的および動力学的障害を克服する方法を示した。その結果できた電池は、ほぼ100%のクーロン効率(充電容量に対する放電容量の割合)で動作する。関連するPerspectiveでは、Shuting Fengらが高密度エネルギー貯蔵の必要性を強調し、例として、Li-O2電池が再生可能エネルギーとエネルギー需要増大とのギャップを埋めるのに役立つことを挙げている。「Xiaらの研究は基礎研究や応用研究を刺激し、溶融塩電解質を用いた充電式リチウム酸素電池の実現を前進させる」と、Shuting Fengらは関連するPerspectiveで述べている。

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