岡山大学は12月24日、充放電時間を大幅に短縮できる技術を開発したことを発表した。電気自動車の充電が超高速になる次世代電池の開発につながることが期待される。
岡山大学大学院自然科学学域の寺西貴志准教授らによる研究グループは、産総研極限機能材料研究部門の三村憲一主任研究員らの研究グループと共同で、リチウムイオン電池の充放電時間を大幅に短縮することに成功した。リチウムイオン電池の正極材料と電解液の間にリチウムイオンを引き寄せる性質のあるナノサイズの立方体ブロック（ナノキューブ）を適量加えることで、リチウムイオンの出し入れ速度が大幅に速まった。
研究グループはすでに、誘電体からなるナノサイズの粒子を正極材料と電解液の間に導入することで、一定の条件下で誘電体ナノ粒子の表面にリチウムイオンが選択的に吸着し、その表面でリチウムイオンの動きが加速される現象を発見していた。そこでその粒子を、立方体結晶にすることを考えた。高い結晶性を有する単結晶で、サイズが揃ったナノキューブを合成し導入したところ、リチウムイオンの移動が非常に短時間で起こることがわかった。チタン酸バリウムのナノキューブを添加した小型コインセルを使い、3分間の急速充放電試験を行ったところ、従来電池の4.3倍の電気容量が得られたという。
「本研究成果は、リチウムイオン電池の電極と電解液の間にナノキューブを添加剤として少量加えるだけで、電池の充放電速度を劇的に改善できるというものであり、工業的にもその価値は極めて高いものと考えます。究極的には数秒以内での超急速充放電を可能とするような次世代電池の実現に向けて、貢献しうる画期的な研究成果であると考えます」と研究グループは話している。
