革新型高エネルギー密度全固体リチウム－硫黄二次電池の構築

研究課題

研究課題/領域番号	16J01475
研究種目	特別研究員奨励費
配分区分	補助金
応募区分	国内
研究分野	無機材料・物性
研究機関	大阪府立大学
研究代表者	計賢大阪府立大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)
研究期間 (年度)	2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス	中途終了 (2017年度)
配分額 *注記	1,300千円 (直接経費: 1,300千円) 2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円) 2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード	全固体電池 / Li/S電池 / 複合体 / ボールミル / リチウム-硫黄電池 / 正極複合体 / 固体電解質 / 炭素導電剤
研究実績の概要	日本は天然資源に乏しく、持続的な経済成長や生活水準を維持するには、科学技術の発展が必要不可欠である。特に二次電池は、パソコンや携帯電話の用途だけでなく、低炭素型社会の実現に向けた再生可能エネルギー用の定置用電源や電気自動車の車載バッテリーとして利用されおり、各国に先がけて革新的なエネルギー貯蔵デバイスを開発し実現することは、極めて重要であると考えられる。既存のリチウムイオン電池は電極材料(正極・負極)によって主に支配されている。近年、従来の電極材料の5倍以上の大きなエネルギー密度を有する次世代型の電極材料としてSおよびLi2Sが注目されている。しかしLi/S電池の実現に向け、様々な課題を克服する必要があり、その課題の一つとして電池の寿命が非常に短いことが挙げられる。これは充放電中に生成する多硫化リチウムの溶出が主な原因とされている。その多硫化リチウムの溶出を抜本的に改善するために固体電解質の利用が検討されいる。Li2Sへの電子伝導パスとして炭素導電剤、イオン伝導パスとして硫化物固体電解質を添加した電極複合体が試験電池の電極として利用されている。この複合体を用いた全固体電池は、比較的高い可逆容量で高いサイクル特性を有している。しかしながら従来のリチウムイオン電池と比較して高いエネルギー密度を有する全固体Li/S電池の実現には、Li2Sのさらなる高容量化が必要とされている。そこで本研究では、Li2Sの高容量化に向けて開発したLi2S固溶体を利用することによってこれまで報告されたLi2S正極を用いた電池の中で、最も長い寿命を有し、ほぼ理論容量を繰り返し利用することが可能な硫化リチウム正極の開発に成功した。
現在までの達成度 (段落)	29年度が最終年度であるため、記入しない。
今後の研究の推進方策	29年度が最終年度であるため、記入しない。