速報：5分でフル充電可能なスケーラブルな固体電池がCES 2026で発表

2026-01-07 | Jerry Huang

ラスベガスで開催されたコンシューマー・エレクトロニクス・ショー（CES）2026のニュースによると、フィンランドのスタートアップ企業Donut Labが毎年恒例のCES展示会で爆発的な「ブラックテック」製品を披露した。同社は、自社のバッテリーが世界初の量産型全固体バッテリー（ASSB）であると主張している。ドーナツ・ラボは2026年のCES展示会において、世界初となる全固体電池の発売を発表しました。この電池はOEM生産に対応しており、Verge Motorcyclesの二輪車TS ProおよびUltraに初めて搭載される予定です。もし実際に顧客に届けられれば、これは世界的な電動化の道のりにおける重要なマイルストーンとなり、固体技術が研究段階から量産モデルへと移行することを示すものとなります。 Donut Labは公式ウェブサイトのプレスリリースで、電気自動車の性能限界を絶えず押し広げ、新技術を市場に投入することで、新たな電動化ソリューションの革新と提供に尽力していると述べています。Donut Labはモビリティの未来を形作っています。そして今、OEM車両製造に使用可能な世界初の全固体電池を発売できることを光栄に思います。Donut Labの固体電池はすぐに商用化され、既存のVergeバイクのラインナップに電力を供給する予定です。

報道によると、Donut Lab の全固体電池は 400Wh/kg のエネルギー密度を実現し、走行距離の延長、構造の軽量化、車両および製品設計における前例のない柔軟性を実現します。

バッテリーは、80% 充電を制限する必要がなく、わずか 5 分で完全に充電でき、安全で繰り返し信頼性の高い完全放電をサポートします。

従来のリチウムイオン電池とは異なり、この全固体電池は、寿命を通して「容量低下が最小限」です。最大10万回の充電サイクル試験に合格しており、既存の技術をはるかに超える実寿命を実現しています。安全性もこの電池のもう一つの核心です。可燃性の液体電解質、熱暴走、金属デンドライトは発生しません。これにより、電池発火の原因が根本的に排除され、極めて安全で、真に革新的な製品となっています。 ドーナツ・ラボは、バッテリーの性能は-30度から100度を超える温度範囲で厳密にテストされており（「発火や劣化の兆候なく」99パーセントの容量を維持している）、と述べています。

原材料とコストに関して、Donut Labは、同社の全固体電池は「豊富で手頃な価格で地政学的に安全な材料」のみで構成されており、希少元素を含まず、リチウムイオン電池よりも低コストであると述べています。しかし、Donut Labは、全固体電池セルの製造に必要な具体的な材料については明らかにしていません。

自動車業界のベテランジャーナリスト、アントゥアン・グッドウィン氏は、今年のCESでDonut Labの全固体電池モデルを間近で目にしました。グッドウィン氏の紹介によると、この電池は大画面スマートフォン（iPhone 17 Pro Maxなど）と同等のサイズで、非常に軽量です。この超軽量バッテリーは、将来的にはドローンへの応用にも非常に適するでしょう。

Donut Labの計画によると、これらのバッテリーを5kWhの大容量パワーユニットに統合するソリューションを開発する予定です。各ユニットはPS5ゲーム機と同程度の大きさです。この小型サイズにより、Verge TS Proバイクのフレームに4つのパワーユニットを搭載することが可能になります。この画期的な設計は、Donut Labが昨年発表したホイールに内蔵された円形電動モーターの恩恵を受けています。 Donut LabとVerge Motorcyclesは月曜日、Verge Motorcyclesがこの新型バッテリーを搭載した世界初の量産車両となることを発表しました。このバイクはわずか10分の充電で、毎分最大60キロメートルの航続距離を実現します。また、同社のVerge Ultraバージョンは、1回の充電で最大600キロメートル走行可能です。このバッテリーの10万サイクル寿命は、理論上の総走行距離6000万キロメートルに相当します。年間6万キロメートル走行したとしても、このバッテリーは理論上1000年間持続します。「話が良すぎる」という声も上がっています。

「ドーナツラボは、大規模生産に対応可能な新しい高性能ソリッドステートドーナツバッテリーを開発しました。このバッテリーは、2026年第1四半期にVerge Motorcyclesのバイクに搭載され、実際に路上を走行する予定です。」Verge TS Proの開始価格は29,900ドルです。電動バイクへの搭載に加え、固体電池は電気自動車への応用においても明らかに大きな可能性を秘めています。グッドウィン氏は、この技術の利点は大型車両においてより顕著であり、軽量化と充電速度の向上は使用時に倍増効果を発揮すると述べています。Donut Labは月曜日、電気自動車メーカーのWattEVと提携し、Donutのモーターとバッテリー技術を組み合わせた超軽量モジュール式電気自動車プラットフォームを開発すると発表した。

「固体電池はこれまでずっと『ほんの数年先』と言われてきました」とドーナツ・ラボのマルコ・レティマキCEOは述べた。「私たちの答えは違います。固体電池は今日準備が整っています。後ではありません。」

より深く理解するために、現在商用化されている電池と、全固体電池の量産計画を見てみましょう。電池業界には常に「不可能三角形」が存在し、これは電池の3つの主要指標（性能、コスト、安全性）を同時にバランスさせることの難しさを指します。そのうちの1つを最適化するには、他の1つ、あるいは2つを犠牲にしなければならないことがよくあります。

比較すると、市販されているトップクラスのリチウムイオン電池のエネルギー密度は約250～300Wh/kgで、典型的な寿命は約5000サイクルです。バッテリー寿命を延ばすために、80%を超える充電は推奨されない場合が多いです。ドーナツ型バッテリーのすべての特徴が真実であれば、あらゆる面で既存の技術を凌駕すると言えるでしょう。

Sunwodaは2025年10月に、エネルギー密度400Wh/kgの新世代ポリマー固体電池を発表しました。この電池の寿命はわずか1200サイクルです。CATLが2025年4月に発表した第二世代の神星スーパーバッテリーも既に実用化されており、5分充電で520キロメートルの走行が可能です。同社の第五世代LFPバッテリーの寿命は約3000サイクルを超えています。

トヨタは当初、全固体電池の量産を2020年に計画していましたが、その後2023年に延期され、さらに2026年、そして現在は2027～2028年に延期されています。サムスンSDIも、スケーラブルな全固体電池を2027年に量産するという目標を設定しています。

CATLは、全固体電池の小規模生産を2027年に開始し、大規模生産を2030年頃に開始する計画だ。現代自動車と起亜自動車は、2030年より早くなることはないとしている。ブルームバーグNEFは、2035年になっても、全固体電池が電気自動車とエネルギー貯蔵の世界需要の約10％を占めるに過ぎないと予測している。

投資家とコンサルティング会社は2026年のリチウム需要について楽観的な見方を維持

2025-12-17 | Jerry Huang

世界のEV市場は、ここ数年の世界的な電気自動車補助金の減少に伴い、比較的「合理的な」成長率に達しており、同時期にリチウム塩の需要は予想よりも弱まっています。

コンサルティング会社アダマス・インテリジェンスは最近、電気自動車の普及が比較的成熟した段階に入るにつれ、エネルギー貯蔵需要の伸びがバッテリー生産に影響を与える「主要な変動要因」となり、最終的には2026年のリチウム需要を左右すると予測しました。シティグループ、UBS、バーンスタインは、このエネルギー貯蔵の拡大により、来年には世界のリチウム市場が供給不足に陥ると予測しています。エネルギー貯蔵分野におけるリチウム需要は来年55%増加すると予想されており、これは電気自動車の19%増加をはるかに上回ります。

LIB正極のリサイクルに低コストで環境に優しい新たな技術が発表されました

2025-11-25 | Jerry Huang

編集者注：民生用電子機器、EV、系統電力貯蔵の急速な発展により、リチウムイオン電池（LIB）の需要が急増しています。しかし、寿命はわずか6～8年であるため、2030年までに1,100万トン以上の電池が寿命を迎えると予想されており、前例のない資源逼迫、環境リスク、そして経済的課題を引き起こしています。現在、Li、Co、Ni、Mnといった高付加価値元素を含む正極材（特に層状金属酸化物、LMO）のリサイクルが、こうしたリサイクル活動の焦点となっています。

北京大学のQuanquan Pangチームと西インド諸島工科大学のJiashen Meng共同チームが、使用済みLIBカソード、特にLMOのリサイクルについて発表したもう一つのアプローチをご紹介します。研究者の皆様に深く感謝申し上げます。

特に、この LTMS-ECR アプローチでは、電極を「黒色粉末」に粉砕するステップを踏まずに、アルミニウム集電装置にまだ取り付けられたままの使用済みカソードを直接処理し、前処理ステップを大幅に簡素化します。

LTMS-ECR技術は、再利用可能な低コストの溶融塩電解質とLi2O、および高価値の副産物であるCo3O4とLiClを使用することで、使用済みバッテリーのリサイクルで1kgあたり1.86ドルという高い収益性を達成する可能性があるとされており、乾式冶金技術や湿式冶金技術に比べてほぼ10倍の改善を示しています。

技術、経済、環境への影響に関する分析により、LTMS-ECRは優れた経済的実現可能性と炭素持続可能性を示すことが実証されています。高い回収効率、低いエネルギー消費量、そして環境への配慮は、正極材料のリサイクルにおける革新的な化学的経路となります。

抽象的な

電気化学的リサイクル（ECR）は、再生可能エネルギーを利用して使用済み層状金属酸化物（LMO）を分解する有望な戦略です。しかし、現在のECR手法は、電解質としてアルカリ炭酸塩または塩化物溶融塩を用いた高温動作（最大750℃）に限定されており、熱入力のためのエネルギー消費量が多くなります。本研究では、AlCl3-LiClからなる低融点アルカリクロロアルミネート溶融塩電解質を提案し、150℃という低温でのECR電解を可能にします。アルカリクロロアルミネート溶融塩中のO2−電荷キャリアの高い溶解度により、LMOカソードは電気化学的還元分解を受け、元素遷移金属と塩化リチウム（LiCl）を生成します。重要な点は、これら2つの生成物はLi2O添加溶融塩に不溶であり、容易な水浸出処理によって分離できることです。特に、不活性TiNアノードを組み込むことで、電気分解中のCO2排出をO2生成に置き換えることで削減し、カーボンニュートラルへのさらなる貢献を果たします。低温溶融塩電解液ECR（LTMS-ECR）アプローチでは、LiCoO2から97.3%という高いコバルト回収率を達成しています。技術経済分析によると、LTMS-ECR技術はエネルギー消費量とCO2排出量を約20%削減し、従来の方法と比較して約10倍の収益性があると予測されています。このアプローチは、エネルギー効率が高く、持続可能で経済的に実現可能な使用済みLIBリサイクルのための革新的な代替手段となります。

参考文献

https://doi.org/10.1002/adma.202512984

リチウム市場、特にLiPF6では何が起こっているのでしょうか?

2025-10-31 | Jerry Huang

過去 4 か月間、炭酸リチウムや水酸化リチウムなどの基礎塩を含む多くのリチウム塩の市場価格は、需給状況に基づき、LiPF6 や LiFSI と同様に明らかに上昇しました。

国内市場におけるリチウム塩のエネルギー貯蔵需要は今年後半に急速に増加しており、EV市場からのリチウム電池需要の増加と相まって、例年通りの活況を呈する9月と10月には、電池メーカーからもほぼフル生産でリチウムの需要が高まっています。驚くべきことに、海外市場からの需要も増加を続けています。市場からの強い需要は、リチウム塩の価格上昇を支える力となっています。LiPF6は依然として中国市場で主要な電解質塩であるため、その価格は急上昇を続け、2025年10月にはLiFSIの価格を上回りました。歴史上、同様の状況は何度も見られてきました。

一方、ここ数年の価格競争の影響で、多くの中小リチウム塩メーカーが生産停止に追い込まれています。大手メーカーの一部も生産能力の一部を停止しており、再開には2～3ヶ月かかる見込みです。新規に計画された多くの工場や生産能力は、当初の計画通りには進んでいません。数年間の供給過剰の後、リチウム塩の供給は一時的に逼迫しています。

炭酸リチウムや水酸化リチウムなどの基礎リチウム塩の価格が過去 4 か月間上昇し続けているため、LiPF6 と LiFSI のコストも同時に上昇しました。

これまで中国国内市場において、電解液製造用リチウム塩の主力はLiPF6であり、他の塩よりも需要が強い状況となっています。需給バランスは今後さらに拡大していくのでしょうか、それとも近い将来均衡に近づくのでしょうか。今後の動向を見守りたいと思います。

Poworksは、高品質の炭酸リチウム、バッテリーグレード、工業用または高純度の高品質水酸化リチウム、LiPF6、LiFSIを迅速に供給いたします。お気軽にお問い合わせください。

安価で高エネルギー密度、長サイクル寿命のハロゲン化物材料を発見

2025-09-09 | Jerry Huang

編集者注：エネルギー貯蔵分野において、全固体電池は次世代エネルギー貯蔵技術の最良のソリューションと目されていますが、その開発は長年にわたり電極材料の重大なボトルネックによって制約されてきました。従来の全固体電池（ASSB）は、一般的に活物質、固体電解質、導電助剤からなる電極を備えています。しかし、これらの不活性成分（電極体積の40～50%を占める）は、エネルギー密度を低下させるだけでなく、界面副反応を誘発し、リチウムイオン輸送の屈曲性を高めます。「オールインワン」設計（高い導電性と電気化学活性を示す材料）はこれらの問題を解決できる可能性がありますが、酸化物（低容量）や硫化物（高コスト）といった既存の材料は、将来の市場の要求を満たすのに苦労しています。ハロゲン化物は低コストと高いイオン伝導性という利点がありますが、電子伝導性とエネルギー密度が不十分です。そのため、高い電気化学性能、安価な拡張性、そして機械的安定性を兼ね備えたオールインワン材料の開発が重要な課題となっています。

素晴らしい例をご紹介します。カナダのウェスタンオンタリオ大学の研究チームが、Nature誌に掲載された論文で革新的な答えを提示しました。彼らは、動的な自己修復機能と3 in 1の統合（正極／電解質／導電体）を特徴とする世界初のハロゲン化物材料、Li₁.₃Fe₁.₂Cl₄を設計したのです。可逆的なFe²⁺/Fe³⁺酸化還元反応と、独自の脆性から延性への遷移メカニズムにより、この材料は3,000サイクル後も90%の容量を維持し、電極エネルギー密度は529.3 Wh kg⁻¹（複合設計により725.6 Wh kg⁻¹まで拡張可能）を達成しています。さらに注目すべきは、そのコストが従来の電極のわずか26%に抑えられていることです。シンクロトロン放射光と原子シミュレーションを組み合わせることで、鉄の移動によって引き起こされる自己修復メカニズムが初めて明らかになりました。この研究は、全固体電池の中核材料を開発するだけでなく、材料、メカニクス、電気化学を統合したオールインワン設計のパラダイムレベルの事例を提供するものです。研究者の皆様の多大なご尽力に感謝申し上げます。

抽象的な

全固体電池は、高エネルギー密度と経済性という潜在能力を実現するために、高度な正極設計を必要とする。不活性導電助剤や異種界面を排除した一体型正極は、エネルギーと安定性の大幅な向上が期待できるが、Li+/e-導電性、機械的堅牢性、構造安定性が不十分な材料が実現を阻んでいる。本研究では、これらの課題を克服した費用対効果の高いハロゲン化物材料、Li1.3Fe1.2Cl4を紹介する。Li1.3Fe1.2Cl4は、そのフレームワーク内で可逆的なFe2+/Fe3+酸化還元反応と迅速なLi+/e-輸送を利用することで、Li+/Liに対して529.3 Wh kg-1の電極エネルギー密度を実現する。特に、Li1.3Fe1.2Cl4は、充放電サイクル中に可逆的な局所Fe移動や、自己修復挙動をもたらす脆性から延性への転移など、独自の動的特性を示す。これにより、5Cのレートで3,000サイクルにわたって90%の容量維持率を維持するという、卓越したサイクル安定性が実現しました。Li1.3Fe1.2Cl4をニッケルリッチ層状酸化物と組み合わせることで、エネルギー密度はさらに725.6Wh/kgに向上します。オールインワンハロゲン化物の優れた動的機械特性と拡散特性を活用することで、本研究は、オールインワンハロゲン化物を次世代全固体電池におけるエネルギー密度が高く耐久性の高い正極材料への道筋として確立しました。

参考文献

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09153-1

ポリマーリチウムは固体電池の競争に勝つのか？

2025-09-08 | Jerry Huang

編集者注: 固体リチウム電池の電解質には、ポリマー、酸化物、硫化物、ハロゲン化物の 4 種類があり、それぞれ異なる特性を持っています。

ポリマーリチウム電解質

電解質としてポリマー材料を用いることで、柔軟性と高いイオン伝導性を兼ね備え、半固体電池の移行ソリューションとして適しています。良好な加工性を示しますが、長期サイクル安定性については検証が必要です。

酸化リチウム電解質

酸化リチウムなどの材料をベースにしたこれらの電解質は、コストが低く安定性に優れていますが、イオン伝導性は比較的低くなります。

硫化リチウム電解質

硫化リチウム化合物を中心とするこれらの電解質は、室温での高い導電性と優れた界面適合性を特徴としており、あらゆる技術の中で最も商業的に有望な技術と位置付けられています。しかしながら、硫化物材料は化学的安定性が低く、製造コストが高いという問題があります。

ハロゲン化リチウム電解質

ハロゲン化物固体電解質は高い導電性と耐酸化性を示すが、まだ研究段階にあり、商業化の見通しは不透明である。

共通の特徴

全固体電池は、従来の液体電解質を無機粉末材料に置き換えることで、安全性とエネルギー密度を大幅に向上させます。しかし、異なる技術ルートはコストとプロセスの成熟度に大きな違いがあります。例えば、硫化物ルートは高い導電性を示すものの、化学的安定性に欠け、ポリマールートはサイクル寿命に課題を抱えています。一部の専門家は、ASS電池の大規模な商業生産は、最終的には薄膜堆積、生産ラインレベルの精密検査、真空システムといった半導体業界のソリューションに加え、薄膜・マイクロナノ構造化といったその他のソリューションに依存するようになると予測しています。このプロセスが実現するまでには、まだ7年から10年かかると考えられています。

全固体電池技術は現在、実験室レベルの試作段階から産業化への重要な転換期にあり、評価フレームワークの体系的な見直しが強く求められています。実験室段階では、主に電気化学的性能指標（エネルギー密度、サイクル寿命、レート特性など）に重点が置かれますが、産業規模の全固体電池技術では、多次元的な評価基準の確立が求められます。

1. 拡張評価: 産業用アプリケーションには、拡張性と実現可能性 (プロセスの互換性、歩留まり管理など)、サプライ チェーンの成熟度 (重要な原材料の安定性、特殊な装置のサポート機能など)、および総ライフサイクル コスト (原材料の調達、製造、リサイクルなど) などの体系的な要素が関係する必要があります。

2. 技術コストの最適化: 工業化には、電気化学的性能と製造コストの動的なバランス、材料の選択とそのサプライ チェーンの回復力、生産プロセスの複雑さと拡張性のバランスなど、技術データとコストの最適なバランスが必要です。

3. 体系的な評価：量産安定性（6σ品質管理基準）、安全認証（UL 9540Aおよびその他の国際規格への準拠など）、単一生産ライン≥2GWhの容量設計など、主要な要件への準拠。

郭教授は、固体電池の競争においてポリマーリチウムが硫化リチウム電解質に勝利した理由について、異なる見解を示しています。それでは、郭教授チームの研究を見てみましょう。研究者の皆様の多大なご尽力に心より感謝申し上げます。

抽象的な

全固体電池（SSB）は、従来のリチウムイオン電池に比べて安全性、エネルギー密度、サイクル寿命の向上を実現し、エネルギー貯蔵に革命をもたらすことが期待されています。様々な固体電解質の中でも、ポリマーは、加工性、機械的柔軟性、化学的汎用性のユニークな組み合わせにおいて際立っています。本レビューでは、ポリマーがSSB実用化競争をリードする立場にある理由を探ります。電極との優れた界面接触、調整可能なイオン伝導性、スケーラブルな製造方法との適合性といったポリマー固有の利点に加え、熱安定性の限界、狭い電気化学ウィンドウ、界面劣化といった主要な技術的課題についても考察します。本研究では、ポリマー分子設計、ポリマー-セラミック複合材料、in situ重合戦略など、最近の研究から生まれた新たな解決策を取り上げます。コスト、製造性、統合性において大きな障壁がある酸化物系や硫化物系とは対照的に、ポリマーベースの電解質は、大規模展開への現実的かつ経済的に実現可能な道筋を提供します。材料設計と工業プロセスの継続的な進歩により、ポリマーは競争力が増すだけでなく、次世代の固体電池への移行をリードしています。

参考文献

https://doi.org/10.1002/advs.202510481

速報：ホウ素合金シリコンアノードがリチウムイオン電池の寿命を3倍に延長

2025-06-29 |

抽象的な

シリコン系リチウムイオン電池アノードにとって、固体電解質界面（SEI）の安定化は依然として重要な課題です。シリコンをホウ素などの二次元素と合金化することは、シリコンアノードのサイクル寿命を向上させる有望な戦略として浮上していますが、その根底にあるメカニズムは依然として不明です。この知見のギャップを埋めるため、ホウ素濃度が電池性能にどのように影響するかを体系的に調査しました。その結果、ホウ素含有量の増加に伴いサイクル寿命がほぼ単調に増加し、ホウ素を多く含む電極は純粋なシリコンよりも大幅に優れた性能を示すことが示されました。さらに、シリコン-ホウ素合金アノードは、純粋なシリコンよりも約3倍長い暦寿命を示します。詳細なメカニズム解析により、他の寄与因子は体系的に排除され、ナノ粒子表面の強力な永久双極子が不動態化の改善に寄与していると考えられます。配位結合が小さく、ルイス酸性度の高いホウ素によって形成されるこの双極子は、静的でイオン密度の高い層を形成し、電気化学的界面を安定化させることで、寄生電解質分解を低減し、長期安定性を向上させます。これらの知見は、SEIの枠組みにおいて、電気二重層が表面不動態化において重要な考慮事項であることを示唆しています。この知見は、次世代リチウムイオン電池のシリコンアノードを最適化するための、これまで十分に検討されていなかったパラメータ空間を提供します。

参照

https://doi.org/10.1002/aenm.202501074

LiTFSI はナトリウム金属電池にどのような違いをもたらすのでしょうか?

2025-06-29 |

編集者注：ナトリウム金属電池は、高エネルギー密度と低コストを兼ね備えたエネルギー貯蔵デバイスとして、大規模エネルギー貯蔵やモバイル電子機器にとって重要な役割を担っています。しかし、電解質とSEIの性能が、ナトリウム金属電池のサイクル寿命と充放電速度を制限しています。LiTFSIはナトリウム金属電池にどのような変化をもたらすのでしょうか？一例をご紹介します。Shuang Wanチームの特別研究に感謝します。

抽象的な

無機物が豊富で堅牢な固体電解質界面（SEI）の構築は、ナトリウム金属電池（SMB）の電気化学的性能を向上させるための重要なアプローチの1つです。しかし、SEI中の一般的な無機物の導電性の低さと分布は、Na+の拡散を妨げ、不均一なナトリウム析出を引き起こします。本研究では、自己犠牲型LiTFSIをナトリウム塩ベースの炭酸塩電解質に導入することで、均一に分散した高導電性無機物を持つ独自のSEIを構築します。LiTFSIとFEC間の還元的競合効果により、均一に分散した無機物を持つSEIの形成が促進されます。高導電性Li3Nと無機物は、Na+の高速イオン輸送ドメインと高流束核形成サイトを提供し、高速での急速なナトリウム析出を促進します。したがって、LiTFSIとFECから得られるSEIにより、Na‖Na3V‖(PO‖)3セルは、60℃の超高レートにおいて10,000サイクル後でも89.15%の容量維持率（87.62 mA hg-1）を示すことができます。一方、LiTFSIを含まないセルでは、8,000サイクル後でも容量維持率はわずか48.44%にとどまります。さらに、特殊なSEIを備えたNa‖Na3V‖(PO‖)3パウチセルは、10℃で2,000サイクル後でも92.05%という安定した容量維持率を示します。この独自のSEI設計は、SMBを極めて高レート条件下で動作させるための新たな戦略を示唆しています。

著作権 © 2023 アメリカ化学会

参照

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08224

LiTFSIは硫化物系全固体リチウム電池の高性能化に大きく貢献

2025-06-27 |

編集者注：LiTFSI（CAS番号：90076-65-6）は、硫化物系全固体リチウム電池の開発にどのように役立つのでしょうか？一例をご紹介します。Fangyang Liuチームの素晴らしい研究に感謝します。

抽象的な

硫化物電解質の狭い電気化学ウィンドウは、正極側と負極側の界面で異なる故障メカニズムを引き起こす可能性があります。正極側と負極側に異なる改質戦略を導入すると、硫化物ベースの全固体リチウム電池（ASSLB）の製造プロセスの複雑さが増します。本研究では、Li6PS5Cl（LPSC）の湿式精製プロセス中にリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（LiTFSI）シェルを導入する統合改質戦略を採用し、正極側と負極側の両方に同時に堅牢なフッ素化界面をin situで構築することに成功しました。リチウム負極側では、LiTFSI@LPSCの電子伝導性の低下とフッ素化界面の生成により、リチウムデンドライトの成長が効果的に抑制され、これは密度汎関数理論（DFT）計算によってさらに確認されました。その結果、Li|LiTFSI@LPSC|Liセルは、最大1.6 mA cm−2の臨界電流密度と、0.2 mA cm−2で1500時間を超える安定したサイクル性能を実現しました。カソード側では、LiTFSI@LPSCは複合カソード内のLi+輸送を強化しただけでなく、LiTFSIシェルがin situでLiFベースのカソード電解質界面（CEI）に分解しました。容量保持率は、4.6 Vの高いカットオフ電圧でLiNi0.83Co0.11Mn0.06O2（NCM83）を使用して2Cで500サイクル後に98.6 %を達成しました。機能化されたLiTFSI@LPSCは、アノード側とカソード側の両方に対して包括的なオールインワンの界面改質を可能にし、硫化物ベースのASSLBのインターフェースエンジニアリングを大幅に簡素化するとともに、優れた電気化学性能を提供します。

参照

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104131

LiTFSI アプリケーションの新機能は何ですか?

2025-06-26 | Jerry Huang

リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（LiTFSI）は、化学分子式C2F6LiNO4S2で、高い電気化学的安定性と熱的安定性を有する白色結晶または粉末状の有機物質です。LiTFSIは、電解液添加剤として、一次リチウム電池、二次リチウム電池、固体リチウム電池など、様々な電池システムに応用できます。

リチウムイオン電池の電解質の主要成分であるリチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（LiTFSI）は、優れた熱安定性と電気化学的安定性で知られています。このリチウム塩は、そのユニークな分子構造により電解質内に固体のアニオンネットワークを構築し、溶液の粘度を大幅に低下させるだけでなく、リチウムイオンのシャトル速度を劇的に向上させます。この特性は、電池の充放電プロセスにおける高効率に直接つながり、LiTFSIはリチウムイオン電池の全体的な性能を向上させるのに最適です。特に、固体リチウム電池の研究開発において、LiTFSIは大きな可能性を示しています。さらに、ナトリウム金属電池（SMB）の研究においても非常に良好な性能を示しており、電池技術のさらなる革新を推進すると期待されています。しかし、複雑かつ体系的な環境におけるLiTFSIの性能安定性は、現在の研究で解決すべき緊急の課題です。

リチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（LiTFSI）は、ポリマー固体電池、硫化物固体電池、酸化物固体電池を含む全固体リチウムイオン電池などの新しいタイプの電池に大量に応用され始めています。LiTFSIは、アノード保護の役割、急速充電能力の促進、広い温度範囲での高い利点の促進など、電池性能の向上に役立つことが示されています。リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドは、リチウム電池の重要な電解質添加剤の1つであり、電解質の電気化学的安定性、サイクリング性能、導電性を向上させることができ、高電圧でのアルミ箔に対する腐食影響が少ないため、EV業界の電池のエネルギー密度を高めるために適応できます。