全固体電池の界面抵抗低減要素、東工大などが解明

高速充放電可能な電池開発へ

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 東京工業大学、日本工業大学、産業技術総合研究所は、全固体電池で極めて低い界面抵抗を実現し、その鍵が電極表面の規則的な原子配列であることを発見したと発表した。低い界面抵抗を実現するための要素が明らかになったことから高速充放電が可能な高性能全固体電池の開発につながることが期待される。全固体電池の開発に指針を与え、実用化に向けた重要な一歩になるとしている。

 同研究では、薄膜作製と真空の技術を活用して、正極材料コバルト酸リチウムと固体電解質リン酸リチウムとの界面を作製し、非破壊で測定できる表面X線回析を用いて界面構造を調査した。その結果、高い抵抗を示す界面では結晶の周期性が乱れているのに対し、低い抵抗を示す界面は原子が規則的に配列していることを明らかにした。

 全固体電池の開発では、固体電解質および電極の材料開発が活発に行われているが、特に固体電解質と電極が形成する界面でのリチウムイオンの低い電導性(高い界面抵抗)が実用化への大きな課題となっている。リチウムイオン電導性が高い固体電解質と電極材料が開発されてもそれら材料が接触する界面抵抗が高ければ高速充放電可能な電池の開発は難しくなるため、界面抵抗を低減することが重要な課題となる。これまでは界面抵抗が高くなる原因が未解明で、低減のための明確な指針がなかった。