日本ゼオン
長寿命な大容量リチウム金属電極実現

日本ゼオン（田中公章社長）は、産業技術総合研究所（石村和彦理事長）と共同で、スーパーグロース法によって製造される単層カーボンナノチューブ（以下、ＳＧＣＮＴ）を用いて作製したシートにより、リチウム金属の充放電時に発生するデンドライト（樹枝状結晶）を抑制する技術を開発した。今回開発された技術によってリチウム金属電極（負極）の大幅な寿命向上を達成し、高エネルギー密度、大容量のリチウム金属電極（同）の実用化加速が期待される。

リチウムイオン二次電池は、ＩｏＴや電気自動車などの用途拡大に伴い、さらなる軽量化・大容量化が求められており、新しい電極材料や全固体電池・空気電池・リチウム硫黄電池等のさまざまな形式の蓄電池が開発されている。中でも、リチウム金属は非常に高いエネルギー密度を有しており、二次電池の負極材料として、盛んに研究が行われている。しかしながら、充放電時にリチウムデンドライトが成長することで、その電池の材料構造が変化するため、短時間で電池容量が減少することが課題となっていた。

今回、リチウムとの親和性が高いＳＧＣＮＴを用いて、高比表面積と高空孔率を有するＳＧＣＮＴシートを作製し、このＳＧＣＮＴシートをセパレーターとリチウム金属電極との間に挟むことによって、電流密度１０ｍＡ／平方㌢㍍、循環容量１０ｍＡｈ／平方㌢㍍、耐久時間１０００時間以上を達成し、リチウム金属単体と比べて５倍の電流密度と循環容量、２０倍以上の寿命を実現した。同ＳＧＣＮＴシートは量産が可能で、今後高性能なリチウム金属電極の実用化が期待される。

なお、同シートは同社より試料提供が行われる予定。