米カリフォルニア大学(University of California)サンディエゴ校(UCSD)と米General Motors Research and Development Centerなどは、次世代Liイオン2次電池(LIB)の候補である「金属Li負極のLIB」の主要な劣化要因を発見したと学術誌の「Nature」に論文を発表した。対処法も見えてきているという。

 金属Li負極のLIBは、負極に金属Liを用いたLIBで、既存の炭素系材料を負極に用いたLIBに比べて2倍以上のエネルギー密度を見込める。しかし、これまでは充放電サイクルごとに容量が低下する、つまりクーロン効率が低いという課題があった。その主因として、負極の表面上に形成されるSEI(Solid Electrolyte Interphase)自体の増大が考えられていた。

 今回、UCSDのProfessor of NanoEngineering and Materials ScienceであるShirley Meng氏らは、金属Liの一部が負極から遊離してSEI層中に入り込み酸化還元に寄与しなくなることが主因とした。Meng氏らはこの不活性化した金属Liを「Li0」と表現する。

 Meng氏によれば、こうした知見は、Li0を簡易かつ正確に評定する手法を開発したことで得られたとする。しかも2種類あるLi0を判別できるという。

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不活性化した金属Liを評定する手法の様子
水を用いた滴定で発生する水素ガスを測定する。(写真:David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering )

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