日本國立研究開發法人產業技術綜合研究所(產綜研)3月11日宣佈,研發出了離子電導率與液態電解質相當的固態電解質材料。固態電解質材料是全固態電池的關鍵。離子電導率直接決定充電速度,上述成果有望推動可實現快速充電的全固態電池的開發。
新材料採用利用電流和壓力在短時間內固化的通電燒結(SPS)法制備(供圖:產綜研)
固態電解質材料的主要分為硫化物系與氧化物系,產綜研稱本次研發的材料實現了氧化物系全球最高的離子電導率。
全固態電池在鋰離子的通道——電解質中使用固體而非液體。硫化物系固態電解質離子電導率高,因此目前正在推進面向電動汽車(EV)等的應用研究。氧化物系安全性高、電池壽命長,但存在離子電導率低的問題。
研究團隊對被稱為「燒綠石型」晶體結構的氧化物系固態電解質進行了改良。這種燒綠石型材料由東京理科大學與電裝(DENSO)公司的研究團隊聯合開發,並於2024年3月公佈。但該材料此前存在難以實現提高材料密度的燒結 「緻密化」課題。
此次,產綜研的研究團隊採用了利用電流與壓力在短時間內固化原料粉末的通電燒結(SPS)技術,消除了構成電解質的粒子之間的間隙,使鋰離子能夠順暢移動。這種材料在室溫下實現了可與有機電解液及硫化物系固態電解質相媲美的離子電導率。
研究團隊表示:「作為電動汽車用大型電池材料,該材料已具備達到實用化標準的水平」,將力爭實用化。相關成果已發表在美國化學會期刊《ACS Materials Letters》上。
原文:《日本經濟新聞》、2026/3/31
翻譯:JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊:ACS Materials Letters
論文:Synthesis of Pyrochlore-type Li1.25La0.58Nb2O6F Solid Electrolyte via Spark Plasma Sintering
DOI:10.1021/acsmaterialslett.5c01541

