中国科学院金属研究所の研究チームが、固体リチウム電池分野で重要な技術的進展を遂げました。同チームは固体電池で課題とされてきた「界面抵抗の大きさ」と「イオン伝導効率の低さ」を解決する新たなアプローチを提示し、その成果が国際学術誌「アドバンスト・マテリアルズ」に掲載されました。

固体リチウム電池は、液体電解質を用いる従来型に比べて安全性が高く、エネルギー密度にも優れることから、次世代の蓄電技術として注目を集めています。しかし、電極と電解質の間に形成される「固体－固体界面」が十分に密着せず、イオンの移動が妨げられる点が、実用化の大きな壁となっていました。

研究チームは、ポリマー分子の柔軟な設計性を生かし、分子の主鎖にイオン伝導を担うエトキシ基と電気化学的に活性な短い硫黄鎖を同時に導入しました。この構造により、分子レベルで界面を一体化した新素材の開発に成功しました。新素材は高いイオン伝導性を備えるだけでなく、電位によってイオンの伝導と蓄積を自在に切り替えられる特性を持っています。

この素材を用いて試作した一体型の柔軟電池は、2万回の折り曲げ試験にも耐える優れた耐久性を示しました。また、正極内のポリマー電解質として応用した場合、エネルギー密度が最大で86％向上することも確認されました。

今回の成果は、エネルギー密度と安全性を兼ね備えた高性能固体電池の実現に向け、新たな材料設計の方向性を示すものです。今後、中国発の研究が世界の次世代電池技術の発展を大きく後押しする可能性があります。（提供/CRI）