性能アップのため正極／負極の素材開発がポイント
リチウムイオン電池は、正極や負極に多彩な素材が用いられているのも特徴の一つである。さらなる性能アップを目指して、新しい素材や、素材同士の組み合わせの研究が日々行われているという。
負極に利用される素材としては、現行ではグラファイト（炭素：C）などが主流だ。これは携帯電話やノートパソコンなどのリチウムイオン電池で主に使われている素材である。より高い出力を必要とするEV用としては、ハードカーボンに期待が寄せられているという。
さらなる性能アップを果たすためには、いくつもの素材を組み合わせた合金や金属化合物なども検討されている。そして現状で実用可能かどうかははっきりしていないが、究極的にはリチウム金属の導入も期待されているとのことだ。
続いて辰巳氏はこう解説した。「負極の素材に関しては候補が多いのですが、正極の素材としてはあまり高い容量の素材が見つかっていないのが現状です」と語る。
コバルト酸リチウムとニッケル酸の化合物などが検討されてはいるが、それほどの高出力化が望めるものではない。既に車載用としても導入されているマンガンや、電動用工具などに使われているオルリン鉄なども安全性の高さという利点はあるものの、容量アップは難しいのが現状だという。究極的にはサルファ（硫黄：S）を素材として使えないかとの期待もされているが、電池系まで立ち戻った基礎研究が必要だ。いずれにしても、安全性と容量の両立をいかに果たしていくかが課題だという。
こうした様々な新素材の検討によって、現在のリチウムイオン電池の3倍程度までの性能アップならば「何とか視野に入るでしょう」と辰巳氏。
本格的EVに必要とされる７倍という数値も、リチウム金属やサルファの組み合わせで、（二次電池ではないが）一次電池としては開発されており、理論上は可能なのだという。
しかし、充電可能な二次電池の開発にはまだハードルが高く、「理論上は可能だとしても、実際に電池として組んで動かした実績はありませんので、実現可能かどうかは未知数です」と、その難しさを辰巳氏は語った。一方で、その可能性に向けての取り組みは世界的に既に始まっているようだ。
最後に辰巳氏は、「多様な用途要求にすべて応えうる“万能電池”は存在しません。用途に合わせた電池において、素材を上手に使い分けていく必要があります」と言う。
「電池の開発は半導体の開発に比べて進化が遅いといわれますが、半導体がシリコンというひとつの素材の加工精度をいかに高めるかという話なのに比べて、多様な素材とその組み合わせを検討しなければならない電池は、その分、開発に時間がかかることをご理解いただきたい」（辰巳氏）と述べて、講演を締めくくった。
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