XNUMX차 전지의 전력 저장은 전지의 심장부인 전극 재료로부터 이온을 이탈함으로써 행해진다.많은 이온을 전극 재료로부터 탈리하면 그만큼 많은 전력을 저장할 수 있지만, 종래의 전극 재료에서는 이온을 탈리하면 불안정화되어 구조가 변화하여 성능이 저하된다. .즉, 충전을 반복함으로써 구조가 열화되어 전지의 수명을 단축시키는 원인이 되었다.

　본 연구에서는, 종래의 전극 재료와는 완전히 반대로, 충전에 의해 안정한 구조로 변화하는 전극 재료를 발견했다.이 전극 재료는, 충전(이온의 탈리)을 실시할 때마다 구조의 혼란이 자발적으로 소실하면 좋고, 전극 재료에 큰 부하가 걸리는 장기간의 충전과 방전을 반복해도, 충전할 때마다 자기 수리가 이루어지기 때문에 거의 성능이 떨어지지 않았다.

　현상을 상세하게 해석한 결과, 이온이 탈리된 후에 생기는 공공과 물질 내부에 잔존하는 이온 사이에 강한 쿨롱 인력이 작용하고 있는 것을 알 수 있었다.공공과 이온이 서로 강하게 끌어당기는 것으로, 흐트러짐이 없는 구조로 자발적으로 변화해, 자기 복구되는 것이라고 한다.

　이 쿨롱 인력을 도입하면, 다른 전극 재료에서도 자기 복구 능력이 발현될 가능성이 있다.전기자동차나 풍력·태양광 발전 등 친환경 기술의 사회 도입이 진행되고 있는 가운데 본 성과에 의해 에너지 네트워크에서 전력의 저장과 공급을 담당할 것으로 보이는 이차 전지의 장수명화가 기대된다 .

논문 정보:【Nature Communications】Coulombic self-ordering upon charging a large-capacity layered cathode material for rechargeable batteries