東京工業大學理工科研究生院菅野良治教授、豐田汽車公司加藤由紀博士和高能加速器研究機構米村正雄特聘副教授的研究小組發現,鋰離子電導率比以前高一倍,我們發現了最好的超離子導體,並宣布成功開發出一種固態陶瓷電池,其輸出功率是一般鋰離子電池的三倍以上。

全固態陶瓷電池使用陶瓷固體電解質,實現了鋰離子電池一般電解質體係無法實現的結構(雙極疊層結構)。預計具有高電池容量、高輸出和高穩定性,使其成為下一代電力存儲設備。

同研究グループはイオン伝導率の高い2種類の超イオン伝導体(固体中をイオンが液体のように動き回る物質)を発見。1つは「Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3」(リチウム・シリコン・リン・硫黄・塩素)で、室温(27 ˚C)で1cm当たり 25 ミリジーメンスという極めて高いイオン伝導率を示し、もう1つは「Li9.6P3S12」は電位窓(電解質が適正に動作する電位の範囲)が広く、リチウム金属負極の電解質として利用可能です。

以這種方式開發的全固態電池在室溫下的輸出特性是現有鋰離子電池的三倍以上,即使在低溫(-3°C)和高溫下也具有優異的充放電特性(30°C),充/放電循環100次,還實現了可逆性,顯示出實用的耐久性。經證實,由於輸入/輸出電流大,電池可在幾分鐘內充滿電,是兼具蓄電池和電容器優點的優良蓄電裝置。我們還分析了超離子導體的晶體結構,闡明了高鋰電導率的實現是由於三維骨架結構中的超離子傳導路徑。

在眾多的創新電池候選者中,課題組沒有像這樣表現出優異特性的下一代電池,未來正在加速下一代電池向全固態電池的進程。說明它已經打開了。

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