リチウムを使用しない高効率二次電池、住友電工が開発

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溶融塩電解液電池
  • 溶融塩電解液電池
  • 溶融塩電解液電池の構成図
住友電気工業は、高エネルギー密度を保ちながら電解液にリチウムを使用せず、溶融塩のみを使用した新型二次電池の開発に成功したと発表した。

この電池が実用化できれば世界初。同社の大阪製作所で、構内試験を開始した。車載用や住宅用蓄電池として、小型で資源調達リスクも少ない二次電池として商用化を目指す。

溶融塩は、不揮発性や不燃性、高イオン濃度など、電池の電解液としての特徴がある。しかし、塩を溶融状態に保つためには高温が必要で、セ氏100度未満に融点をもつ溶融塩を電解液とした電池は無かった。

今回、同社は京都大学のエネルギー科学研究科萩原研究室と共同で、セ氏57度の低融点の溶融塩を開発した。これに従来の充放電管理や電力系統など蓄電池システム化技術を応用、セルメットやタブリードといった同社独自の部品材料を採用することで、290Wh/Lという高エネルギー密度で高出力の二次電池を開発した。

この二次電池の溶融塩電解液電池は、資源豊富なナトリウム化合物からなる正極、負極、溶融したナトリウムビスアミド・カリウムビスアミド混合物の電解液で構成している。充電時にナトリウムイオンが正極から出て負極に入り、放電時にはナトリウムイオンが負極から出て正極に入る。

溶融塩電解液電池は、稼働温度領域がセ氏57~190度と他の電池と比べて広く、不燃性材料で構成されているため、排熱のためのスペースや防火・防爆装置が不要で電池を高密度に配置することが可能となる。同社の試算では、同じ容量の組電池の場合、リチウムイオン電池の約半分、ナトリウム硫黄電池の約4分の1の体積となり、小型化できる。

コスト面では1kWhが2万円程度と想定。同社では、中規模電力網や家庭などでの電力貯蔵用途、トラックやバスなどの車載用途での実用化に向けて、電池の評価・改良を重ねるとともに、より低温で稼働可能な溶融塩の開発を目指す。
《レスポンス編集部》
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