上接新一代电池走向全固态——电动车与定置式大尺寸电池的需求推动开发（上）

离子导电性高的无机电解质

　　固态电池用固态电解质的开发可大致分为两类，即离子电导率高、使用寿命长的无机电解质与生产效率高的高分子电解质（图2）。无机电解质可进一步分成为硫化物和氧化物两类。目前进展最快的是硫化物类固态电解质，不断有离子电导率达10^-3S/cm，与电解液性能相当的材料开发出来。

图2 固态电池的长处和短处 固态电池的电解质，可大致分为无机物和高分子两类。无机物类以较高的离子导电为特征。高分子类虽更容易制造，但存在有低温特性的问题。

　　具有代表性的例子为Li₂S-P₂S₅类与硫化结晶锂超离子导体（thio-LISICON）类电解质。Li₂S-P₂S₅类材料方面，已开发出了离子电导率高达3～5×10^-3S/cm的材料，使用这种材料的固态电池的试制品也纷纷出笼。而与硫化结晶锂超离子导体结构相似的材料具有较高的离子电导率已是众所周知，其中最适合电池的材料也在探索之中。

　　硫化物固态电解质的另一个优点，是因为使用了与下一代正极材料相同的硫（S）化物，造成优异的匹配。如果能开发出离子电导率达约10^-2S/cm的固态电解质，则“会加速下一代电池的研究”，东京工业大学的菅野表示。

　　然而，还有需要解决的问题。首先是所有固态电解质共同的问题：电极活性物质和固态电解质间界面的高电阻。且硫化物和水发生反应会产生硫化氢（H₂S），这意味着从生产电解质到组装电池的整个制程都需要对湿度的控制措施。

　　而氧化物类方面，目前已有离子导电率达到低于硫化物的10^-3S/cm的氧化物类电解质面世。只是，具备这种特性的氧化物类为结晶构造，存在其晶界电阻（grain boundary resistance）会降低性能的问题（注3）。即使如此，因在制造上氧化物要比硫化物更容易处理，性能与硫化物相当的氧化物类电解质的开发还是受到了关注。

注3：在氧化物类电解质方面，晶体结构的氧化物固态电解质获得了10^-3S/cm以上的高离子电导率，但是当作固态电解质使用时其晶界电阻会增大。而硫化物类相同的离子导电性是以非晶构造的固态电解质实现的。

界面层形成是提高性能的关键