爆発の危険のない夢のバッテリー「全固体電池」大量生産の道が開かれた！
・電気研究院ハ・ユンチョル博士チーム、高価格硫化リチウムなしで固体電解質の大量合成工程の開発
・従来の方式より15％のコスト削減可能
従来のリチウムイオンバッテリーとは異なり、発火・爆発の恐れのない「全固体電池」の商用化をリードする大量生産技術が韓国の研究チームによって開発された。
韓国電気研究院は、次世代電池研究センターのハ・ユンチョル博士チームが高価な硫化リチウムを使わず、湿式工程の一種である「共沈法」を利用して、全固体電池用硫化物の固体電解質を低価で大量合成する新技術を世界で初めて開発したと、22日発表した。
全固体電池は陽極と陰極の間でイオンを伝達する「電解質」を液体ではなく固体に置き換えた次世代バッテリーだ。 不燃性の固体を使用するため火災の危険がなく、温度変化や外部衝撃を防ぐための安全装置および分離膜が特に必要ではなく、電池の高容量化、小型化、形態多角化など使用目的によって多様に活用できる次世代有望技術として挙げられる。
硫化物系固体電解質はイオン伝導度が高く、軟性が大きいため極板と分離膜の製造がしやすいという長所がある。 しかし、主原料の硫化リチウム（Li2S）価格が高く、他の原料との混合工程に高いエネルギーがかかるボールミル法を使う短所がある。 このような理由で結果物も少量生産に止まっており、100グラム当たり価格は数百万ウォンに達する。
ハ・ユンチョル博士チームは、高価な硫化リチウムを使用せず、一度の溶液合成過程だけで硫化物系固体電解質を大量に安価で生産できる画期的な工程技術を開発した。
今回の技術の核心は「共沈法」だ。 共沈法は様々な異なるイオンを水溶液あるいは非水溶液から同時に沈殿させる方法で、リチウム二次電池用陽極素材を大量生産する産業現場で最も多く活用される方法である。 研究チームは持続的な研究の末、リチウムと硫黄、リン、ハロゲン元素などを共沈させる工程の開発に成功し、従来の硫化リチウムを使っていた方式と同じ水準の固体電解質を製造できるという事実を突き止めた。 高価な原料を使用せずに「共沈法」という簡単なプロセスで、全固体電池の核心である固体電解質を低価格で大量生産できる工程技術を開発したのである。
固体電解質製造のための純粋な原料費だけを見ると、研究チームの製造方式が約15倍以上安い。 ボールミル法のような高エネルギー工程を経ないことを勘案すれば、コスト削減効果はもっと大きい。 全固体電池商用化のカギである「低価格」と「大量生産」問題を同時に解決できる大きな成果だ。
研究チームは今回の研究成果が全固体電池の生産ラインから電気自動車、電力貯蔵装置分野に至るまで、様々な産業界から大きな関心を集めるとみて、関連需要企業を発掘・技術移転する計画だ。
ハ・ユンチョル博士は「現在、硫化物系の全固体電池分野で日本が源泉素材技術を先取りしているならば、韓国は固体電解質製造工程技術の優位で市場競争力を確保して対応しなければならない」とし「今後、企業の移転を通じて、工程ラインの拡大と固体電解質の量産を推進し、これを基盤に全固体電池の商用化に必要な多様な製造技術の開発にも多くの努力を傾ける」と伝えた。
今回の研究成果は米国化学会が発行する国際学術誌「ACSアプライド・エナジー・マテリアルズ」1月号に掲載された。
Source: かんこく！韓国の反応翻訳ブログ
