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電解液の代わりに水を使って幅広い用途をカバーする次世代バッテリー「水系リチウムイオン二次電池」

2021.02.17

水系リチウムイオン二次電池

水系リチウムイオン二次電池

 EV市場の拡大に伴い、最近では次世代電池の研究開発が加速している。液体の電解液に代わって固形の電解質を用いる全固体電池や、正極を酸素とするリチウム空気電池が代表例だ。既存のリチウムイオン電池より安全性が高い設計になっている。東芝が発表した世界初の『水系リチウムイオン二次電池』もそのひとつ。

 もともと東芝では、負極側に黒鉛ではなくリチウムチタン酸化物(LTO)を採用するなどの安全性が高い電池開発を進めてきた。そのノウハウをふまえつつ、『水系リチウムイオン二次電池』では通常の放電に使われる電解液の代用として水を採用。外部要因で発熱した際にも安全性が高いそうだ。

 それに加えて同電池は可燃物を一切含まないことから、消防法における危険物には当たらない。住居近辺やオフィスビル内における大型蓄電池としても期待大だ。

 水系電池は長期間の運用に伴って進行する電気分解反応により、充放電反応が起こりにくくなるという課題がある。東芝では、それを独自構造の採用で解決。従来の水系二次電池に比べて10倍となる、約2000回の充放電も実現した。今後の実用化に向けて、世界から熱い視線が集まっている。

 安全性を追求した次世代バッテリーの登場が相次いでいる。それらから抜きんでるためには、安定供給できる生産体制を整えるとともに、低コスト化の実現が不可欠だろう。

水系リチウムイオン二次電池

水系リチウムイオン二次電池

固体電解質セパレーターを採用する電池構造を採用。2Vを超えても負極側の水素の発生が抑えられ、安定した電力供給が可能だ。マイナス30℃の低温度下で使えるのもウリ。寒冷地での使用にも期待が寄せられる。

水系リチウムイオン二次電池

『水系リチウムイオン二次電池』の電池寿命特性。充放電を繰り返しても、放電容量の変化が少ないのがわかるだろう。パフォーマンスが衰えにくいのもメリットだ。

取材・文/編集部

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