NIMS、カーボンナノチューブ空気極により超高容量なリチウム空気電池を開発

国立研究開発法人 物質・材料研究機構（NIMS）と、国立研究開発法人 科学技術振興機構の研究チーム（以下、研究チーム）は、リチウム空気電池の空気極材料にカーボンナノチューブを採用することにより、極めて高い蓄電容量を実現したことを発表した。

環境保全に向けたCO2の削減や非常時の備え等の目的から、蓄電池は、電気自動車用の電源や、太陽電池と組み合わせた家庭用分散電源として、今後急速に需要が拡大することが予測される。

現状主に使用されているリチウムイオン電池は、小型で高電圧、長寿命という優れた特性を持つものの、蓄電容量に相当するエネルギー密度がほぼ限界に達している状況である。一方、研究開発が行われているリチウム空気電池は、蓄電容量の劇的な向上と大幅なコストダウンが期待されているが、これまでは基礎研究が中心であり、実際のセル形状において巨大容量を実証した例はなかった。

これに対し、今回研究チームは、現実的なセル形状において、単位面積当たりの蓄電容量として、従来のリチウムイオン電池の15倍に相当する、30mAh／cm2という極めて高い値を実現したものである。

この成果は、空気極材料にカーボンナノチューブを用い、空気極の微細構造などを最適化することによって得られたものであり、巨大容量の実現には、カーボンナノチューブの大きな表面積と柔軟な構造が寄与していると考えられる。

しかし、このような巨大容量が得られたという事実は、従来の考え方では説明が困難であるため、今後、この成果を活用し、実用的なレベルでの真に高容量なリチウム空気電池システムの開発を目指していく。

さらに、研究チームは、セルを積層したスタックの高エネルギー密度化、空気から不純物を取り除くといった研究にも取り組んでいく意向を示している。

（画像はプレスリリースより）




国立研究開発法人 物質・材料研究機構
http://www.nims.go.jp/news/press/2017/04/201704050.html