ソフトバンクら、「究極の二次電池」の早期実用化に向け前進 ～リチウムイオンの数倍のエネルギー密度を実現したリチウム空気電池
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究極の二次電池！Li-Air Batteryですが、三相(固相液相気相)界面で電子のやり取りをして充放電します。
なので一般的なリチウムイオン電池というより、空気を燃料とした燃料電池と捉える方が良く、空気を十分反応させるための三相界面の構造が重要です。
この酸素と電解液中に含まれる揮発性物質を定量的に測定することで、Li-Airのサイクル寿命が、電解液量と面積容量の比で定義されるパラメータによって支配されることが明らかとなったとのこと。
電解液量を一定で面積容量を減らす
→サイクル寿命が延びる&エネルギー密度低下
＞実用においては「電解液料と面積容量の比」を意識した設計や材料評価が重要である
？？？
これLi-Airでなくとも、一般的なリチウムイオン電池の液量係数や電解液の自己拡散係数使ってシミュレーションしてます。今回の成果はサイクル寿命が伸びるということが分かっただけなのか？
そりゃリチウムデンドライトが発生してしまう可能性は、面積容量を減らせば低くなるから、サイクル寿命は伸びるでしょうね。
折角気相を定量化したんだから、もう少し詳しく発表して貰わないと。。今後EV車などの電気エネルギーの需要が急激に増えることと、不安定な自然エネルギーを使いこなすには、やはり蓄電システムの確立が急務ですね。
EV車が解決するべき課題は2つあると思います。
1つ目は一回の充電で走れる走行距離を伸ばすこと。
2つ目は一回の充電時間を短縮すること。
リチウム空気電池は特にこの1つ目の課題を解決してくれることが期待されています。現在のEV車はリチウムイオン電池が中心で1kgのバッテリーでだいたい250kw程度が限界と言われています。つまり車用に通常の規格であれば一回の充電で300kmくらいの走行距離であり、それより走らせようとするとバッテリーが重くなってしまいますので、その分車が大きくなってしまったり、価格が高くなったりしてしまいます。
その点、リチウム空気電池は電極の片方を空気にすることによってだいぶ軽量化できるため、同じ重さのバッテリーでも長く走行できるようになります。そのエネルギー密度はリチウムイオン電池の5倍とも言われています。
ここにもありますように今の課題は充電電圧が理論値よりもかなり高すぎて充電できる回数、つまりバッテリーの寿命が短過ぎるということがあるそうですが、このような研究が進んで近い将来大きなイノベーションが生まれそうですね。
日本でも様々な研究所で色々な触媒を試したり、液体触媒と固体触媒を併用したり、競うように研究されているようなので、日本から革命が起きることが楽しみです。
