固体電池は次世代リチウム電池のコア技術として、新エネルギー自動車、低空経済などの分野で幅広い将来性に恵まれています。中国の科学者はこのほど、全固体金属リチウム電池のボトルネックとなっていた難題解決に成功し、固体電池の性能を大いに向上させました。従来なら100キログラムの電池で最大500キロメートルの航続時間をサポートできますが、今では1000キロメートルを突破する見込みです。

電池の充放電はリチウムイオンが電子を電池の正極から負極に送ることで発生し、固体電解質はそれらの「高速道路」です。一般的に使用される硫化物固体電解質は金属リチウム材料2種類と接合する際、界面にでこぼこが生じ、電池の充放電効率に影響を与えます。中国で複数の科学研究チームがこの難題を技術的に解決し、界面接触時の難題解決も期待できます。

第１に、中国科学院物理研究所が開発した「特殊な接着剤」であるヨウ素イオンがあります。電池が作動すると、ヨウ素イオンは通行するリチウムイオンを流砂のように積極的に引き付け、小さな隙間があれば自動的に流れて埋めます。これにより、電極と電解質は自ら密着することができます。

第2は、中国科学院金属所の「柔軟変身術」です。科学者はポリマー材料で電解質に「骨格」を作り、電池を強化版ラップのように引っ張りに耐えるようにしました。この柔軟な骨格にいくつかの「化学的な小さな部品」を加えると、リチウムイオンの移動速度を向上させ、電池の蓄電能力を直接86%向上させることもあります。

第3は、清華大学の「フッ素強化」です。科学研究チームはフッ素含有ポリエーテル材料で電解質を改造し、フッ素は「高圧に耐える」ことができ、電極表面の「フッ素化物保護層」が高電圧による電解質の「破壊」を防ぐこともできます。（提供/CRI）