リチウムイオン電池の5倍。スマホ利用で一度充電したら5日間持つバッテリーが開発される（オーストラリア研究）

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　新しく開発されたリチウム硫黄電池によって、電気自動車やエネルギー供給網の蓄電コストが劇的に安くなるかもしれない。

　オーストラリア、モナシュ大学のマドフハト・シャイバニ氏らが開発したのは、従来のリチウムイオン電池の5倍の容量を持つ電池だ。

　充放電を200回以上繰り返しても効率が99パーセントから低下しない長寿命で、小型化してスマホなどに利用すれば1回の充電で5日は保つほど使い勝手も良いという。

リチウム・硫黄電池の問題点

　これまでリチウム・硫黄電池には、硫黄電極の容量が大きすぎて、充電と放電を繰り返すうちにここがボロボロになってしまうという問題があった。電極が壊れてしまえば、電池はすぐに寿命を迎える。せっかくの利点も台無しだ。

　ボロボロになってしまう根本的な原因は、充電と放電のサイクルで硫黄電極が伸び縮みすることだ。その体積の変化率は78パーセントにも及ぶ。

　こうした体積の変化はリチウムイオン電池にもあるが、8分の1ほどでしかない。

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硫黄粒子が膨張するスペースを設ける

　そこでシャイバニ氏らは、硫黄粒子に膨張・収縮するためのスペースを設けてみることにした。

　一般にリチウム硫黄電池の電極には、膨張時のひび割れ防止対策として、内部の粒子を結合させるポリマーが添加されている。しかし新しい電池では、より少量の結合ポリマーを利用し、硫黄粒子同士が膨張しやすくなっている。

　このポリマーは粒子を密集したネットワークにするよりも、一連の橋のように機能する。これがうまくバランスして、ひび割れを防ぎつつ、大容量の放電能力も維持されている。

　硫黄は豊富に存在するうえに、非常に安い。そのため電気自動車のバッテリーコストやエネルギー供給網の蓄電コストを劇的に引き下げるだろう、とシャイバニ氏は説明する。

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電池にまつわる倫理問題

　ただしリチウム硫黄電池もまた、リチウムイオン電池と同じような倫理問題に直面するかもしれない。

　リチウムイオン電池は、ニッケル、コバルト、マンガンといった素材を利用しているが、これらは高価で、埋蔵量が減少しつつある。しかもコバルトなどは、コンゴ民主共和国で子供が採掘しているといった、倫理面での批判もある。

　「より安い電気が利用でき、かつより倫理的な電池を開発するために、抜本的なまでに新しい蓄電システムが必要です」と話すシャイバニ氏は、数年中にオーストラリアで事業化すること念頭に、プロトタイプの試験を行う予定だそうだ。

　この研究は『Science Advances』（1月3日付）に掲載された。

References:New Battery Could Keep Phones Charged for Five Days | RealClearScience/ written by hiroching / edited by parumo

References: :New Battery Could Keep Phones Charged for Five Days | RealClearScience

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