도호쿠대학과 히타치제작소는 기온 150도의 환경하에서 동작하는 리튬이온 이차전지의 기초기술을 개발하였습니다.실용화되면 자동차의 엔진 룸이나 대형 산업 기계 등 고온 환경에서의 전지 사용이 가능하게 되는 것 외에 냉각 기구가 불필요해지기 때문에, 전지의 소형화나 코스트 저감에도 기대가 있을 것 같습니다 .
이 때문에, 비휘발성 고체 전해질 재료의 개발이 진행되고 있지만, 고정 전해질 재료는 유기 전해액에 비해 리튬 이온의 전도성이 낮고, 전지 내부의 저항을 저감하는 것이 과제가 되고 있습니다 .
연구 그룹은 LiBH4계 착체 수소화물(※1)을 새로운 고체 전해질로서 개발, 실온에서 150도까지의 범위에서 리튬 이온 전도가 가능해지는 것을 확인하고 있었습니다.이번에는 새롭게 개발한 기술을 스마트폰용 전지의 1,000분의 1이라는 소용량 전지에 탑재해, 150도의 환경하에서 전지의 동작을 실증했습니다.
새롭게 Li-B-Ti-O라고 하는 산화물 고체 재료를 새롭게 개발, 정극 재료와 Li-B-Ti-O로 이루어지는 복합 정극층을 마련함으로써, 분해에 의해 증대하는 저항을 억제, 거의 0이다 방전 용량(※2)을 이론 용량(※3)의 50%까지 개선할 수 있게 되었습니다.
박리 억제 접합층으로서 저융점 아미드 첨가 착체 수소화물 전해질도 개발, 정극층과 부극층의 사이에 배치하는 것으로, 리튬 이온 2차 전지의 내부 저항이 100분의 1로 저감되었습니다.복합 정극층 기술과 병용함으로써 방전 용량이 이론 용량의 90%까지 증대할 수 있다고 합니다.
에너지 밀도가 높은 리튬 이온 2차 전지는 스마트폰이나 태블릿 등 소형 휴대 단말용 전원을 비롯해 전기 자동차용 전원과 재생 가능 에너지의 수급 조정 등 다양한 용도로 활용이 진행되고 있습니다.연구그룹에서는 향후 실용화를 위해 대용량화와 에너지 밀도의 향상, 충방전 시간의 단축 등 성능 향상에 노력하기로 하고 있습니다.
※1 착체 수소화물 리튬 이온 등 양의 전하를 가지는 금속 이온과, 수소화붕소 이온 등 부의 전하를 가지는 수소화물 이온이 이온 결합으로 안정화한 고밀도 수소 화합물.
※2 이론 용량 개발한 전지로 충방전할 수 있는 최대의 전기량.
※3 방전 용량 일정한 전류 조건 하에서 개발한 전지에서 꺼낼 수 있던 전기량.
