東大、電池用に燃えない電解液を開発 安定性高い被膜形成

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東京大学大学院工学系研究科の山田淳夫教授らは、発火の可能性がない電池用電解液（写真）を開発した。２００度Ｃまで引火点を持たず、２００度Ｃ以上になると、引火点や発火点を迎える前に、消火剤として機能する蒸気を発生する。リチウムイオン電池の発火・爆発事故の要因となる可燃性溶媒を一切使わずに、既存の電解液と同等以上の高い電圧耐性を実現した。より高性能、長寿命の二次電池開発につながると期待される。

開発した電解液は、電解質塩と難燃性の溶媒で構成される。既存の可燃性有機溶媒を使った電解液は引火点が４０度Ｃ以下で、短絡などで高温になると、発火などの恐れがあった。

また、電池を安定動作させるには、負極で機能性被膜を形成する必要がある。しかし、安定した被膜を形成する難燃性や消火性の溶媒は開発できていなかった。このため現在は、可燃性のエチレンカーボネートのみが実用の電解液溶媒として使われている。研究グループは、電解質塩を高濃度溶液にし、溶媒分子ではなく、陰イオン由来の被膜形成に成功した。

この被膜は安定性が高く、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池用負極で、連続１年以上、１０００回以上の繰り返し充放電でもほとんど劣化しないことを確認した。

山田教授は、「電解質を変えるだけなので、生産ラインの大幅な変更がいらない点も普及の利点となる」と話している。

成果は２８日、英科学誌ネイチャーエナジー電子版に掲載された。研究は、文科省の元素戦略プロジェクトの支援を受けた。