全固体ナトリウム電池の量産化に向けた新合成プロセスを開発、大阪公立大：「世界最高」のナトリウムイオン伝導度を実現 大阪公立大学は2024年4月5日、硫化物固体電解質の量産性の高い合成プロセスを開発し、同プロセスを用いて、「世界最高」のナトリウムイオン伝導度を有する硫化物固体電解質の合成に成功したと発表した。 大阪公立大学の研究グループは2024年4月5日、全固体ナトリウム電池の実用化に向け、硫化物固体電解質の量産性が高い合成プロセスを開発し、同プロセスを用いて、「世界最高」（同学）のナトリウムイオン伝導度を有する硫化物固体電解質の合成に成功したと発表した。 同研究グループは、多硫化ナトリウム（Na2Sx）の不揮発性に着目し、原料と反応媒体としての機能を兼ね備えた物質（セルフフラックス）として利用することで、ナトリウム含有硫化物の量産性の高い合成プロセスを開発した。また、同プロセスを用いるこ
物質・材料研究機構の長谷川源ポスドク研究員と桑田直明主幹研究員らは、全固体電池のリチウムイオン移動は電解質の粒界が抵抗になっていることを突き止めた。マイナス１００度Ｃ以下に冷やしてリチウムイオンの動きを極めて遅くしたところ、粒界でリチウムイオンの濃度差ができる様子を観察できた。拡散係数は粒界で１万分の１以下になる。全固体電池開発に知見を提供していく。 ２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を低温観察に応用した。リチウムイオンがほとんど移動しない温度でリチウムイオンの分布を測定する。 リチウム同位体を酸化物電解質の端から導入して拡散する様子を観察した。 すると粒界に沿ってイオン濃度が変わっていた。電解質粒子内部ではイオンは高速で動くものの、粒界が抵抗になる。粒内と粒界では拡散係数が５ケタ変化すると見積もられた。 電池のシミュレーションがより正確になる。イオン拡散を妨げない粒界を設計できれば全固体電
横浜国立大学の小沼樹大学院生と藪内直明教授らは、原子レベルで体積変化しない全固体電池の正極材料を開発した。リチウムイオンが電極物質に脱挿入されても結晶格子の体積が変わらないため劣化を抑えられる。硫化物系電解質と全固体電池を構成し耐久性を検証すると、４００回の充放電では劣化は見られなかった。全固体電池の耐久性問題の解消につながる。 岩塩型の結晶構造を持つリチウム過剰バナジウム系材料を開発した。放電時にリチウムイオンが挿入されるとバナジウムは３価、充電時にリチウムイオンが抜けるとバナジウムは５価のイオンになる。リチウムイオンが抜けた分をバナジウムイオンが移動して膨らみ、結晶全体としての体積を一定に保つ。 電池は電極の体積が変化して電解質と電極の間に隙間ができ性能が劣化する。体積変化がなければ劣化を防げる。実際にリチウム合金を負極に硫化物系電解質と全固体電池を組むと容量は１グラム当たり３００ミリ
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