日本文部科學省為削減溫室氣體制定了研究開發(fā)戰(zhàn)略，科學技術振興機構（JST）在該戰(zhàn)略的指引下正在推進“尖端低碳化技術開發(fā)（ALCA），2016年2月召開了有關該項目的開發(fā)領域之一“新一代蓄電池的技術說明會。日本東北大學和關西大學通過演講介紹了旨在實現(xiàn)鋰硫（LIS）電池的新基礎技術的開發(fā)情況。

作為“后鋰離子電池的有力候補而在積極研發(fā)的是LIS電池。此次說明會上介紹了多項為實現(xiàn)LIS電池而正在開發(fā)的基礎技術。其中之一是日本東北大學原子分子材料科學高等研究機構的教授折茂慎一和講師宇根本篤領導的研發(fā)小組所開發(fā)的固體電解質。其電解質采用絡合氫化物，在LIS電池上的應用備受期待。

LIS電池是正極材料采用硫、負極材料采用金屬鋰的電池。硫作為正極材料的理論容量密度約為1670mAh/g，是鋰離子電池正極材料常用的三元材料的6倍以上。另外，金屬鋰作為負極材料的理論容量密度為3861mAh/g，是鋰離子電池常用的負極材料碳（372mAh/g）的約10倍。能量密度有望較目前的鋰離子電池大幅提高。

不過，LIS電池存在的問題是，如果電解質采用鋰離子電池常用的有機電解液，則電池容量會隨著充放電循環(huán)顯著減少。在電池的充放電反應過程中生成的硫與鋰的中間體化合物會溶到電解液中，在負極側發(fā)生反應，導致用于充放電的硫的數(shù)量大幅減少。

改變電解質或碳材料

對此，考慮的對策之一是，利用比液體穩(wěn)定的固體電解質來防止硫溶出。東北大學的研發(fā)小組正在開發(fā)可用于這種固體電解質的絡合氫化物。

該研發(fā)小組之所以著眼于絡合氫化物，是因為這種物質用于電池時的穩(wěn)定性較高。宇根本介紹說，“此前硫化物和氧化物作為固體電解質被廣泛研究，雖然有離子導電度非常高、可以用于電池的類型，但具備電池工作所需的穩(wěn)定性的類型并不多。