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ソフトバンクとNIMSが500Wh/kg級リチウム空気電池を開発、「究極の二次電池」実用化へ

 ソフトバンクと物質・材料研究機構(NIMS)は、500Wh/kg級リチウム空気電池を開発し、室温での充放電反応に成功した。ドローンや電気自動車などへの応用が期待される。

 今回開発されたリチウム空気電池は、現行のリチウムイオン電池の重量エネルギー密度(Wh/kg)を大きく上回るもので、エネルギー密度およびサイクル数において世界最高レベルであるという。

重量エネルギー密度(Wh/kg)
  • 単位重量あたりの電池の容量。この値が大きいほど、より多くのエネルギーを電池に蓄えることができる。
世界中で報告されているリチウム空気電池性能。一般的に、エネルギー密度とサイクル数はトレードオフの関係にあるため、右上に点があるほど高性能の電池となる

 リチウム空気電池は、空気中の酸素を正極活物質とし、リチウム金属負極と非水系電解液からなる二次電池。理論エネルギー密度が現行のリチウムイオン電池の数倍に達するため「究極の二次電池」とも称される。

 軽量性が重視されるドローンや電気自動車、家庭用蓄電システムなど幅広い分野への応用が期待されている。

 リチウム空気電池は、理論的には非常に高いエネルギー密度を示すものの、従来の電池ではセパレータや電解液といった電池反応に直接関与しない材料が電池重量の多くの割合を占めているため、実際に高いエネルギー密度のリチウム空気電池を開発した例は少ないという。

 2者は、リチウム空気電池の持つ高いポテンシャルを最大限に引き出すことができる独自材料を開発。また、2者が開発した高エネルギー密度リチウム空気電池セル作製技術をこれら材料群に適用することで、500Wh/kg級リチウム空気電池の室温での充放電反応を世界で初めて実現した。

(a)独自材料(b)高エネルギー密度リチウム空気電池セル作製技術
(c)500Wh/kg級リチウム空気電池の室温での充放電反応の結果

 2者は今後、現在開発中の改良型材料を搭載することでサイクル寿命の大幅増加を図るとともに、リチウム空気電池の早期実用化を目指すとしている。