日本静冈大学的守谷诚讲师和东京工业大学的一杉太郎教授等人组成的研究团队，开发出了可用于全固体电池电解质的有机分子晶体，全固体电池是有望用于纯电动汽车（EV）等的新一代蓄电池。有机分子晶体的特点是，与以往的技术相比更容易在低温下工作。有望用于冬季最低气温达到零下的寒冷地区行驶的汽车等。
全固体电池是作为汽车和物联网（IoT）设备使用的电池推进开发的新一代蓄电池，设置在正负极之间的电解质为固体。普通锂离子电池的电解质采用液体，但与空气接触后可能会起火。配备这种电池的EV发生事故时的安全性存在课题，因此需要配备采用无起火风险的固体电解质的电池。
业界一直在研究采用玻璃等无机物或聚合物等有机物材料的固体电解质开发。但由于材料比较坚硬，存在难以加工等缺点。需要一种既能实现高离子导电性，又适合将材料成型为电解质的技术，但此前发现的材料都很难实现实用化。
此次，研究团队组合使用氨基锂（LiFSA）和丁二腈（SN），开发出了名为“分子晶体电解质”的固体电解质。分子晶体电解质通过充分调节锂盐与有机分子的组合及反应比，在晶体中有序排列了分子。可以用分子形成离子的通道，能提高导电率。
静冈大学的守谷讲师与东京工业大学的一杉教授的研究团队开发的固体电解质晶体（图片由研究团队提供）
在常温下，新开发电解质的导电率与此前开发的分子晶体电解质的最高值基本相同，但在零下20℃时，导电率达到以往开发品的100倍。在寒冷地区可以顺利工作，有望作为EV用全固体电池的材料使用。
制造过程也很简单。据介绍，只需将LiFSA与SN混合并加热后，再冷却到室温水平即可获得单晶。再次加热可恢复为液态，而再次冷却则又变成晶体。可以像液体那样制作电池，电池投入使用时则作为固体处理，是一种无论制造还是实际应用都很方便的电解质。
新开发的电解质单晶构造。 即使加热液化，冷却后能够再次结晶（图片由研究团队提供）
今后计划利用分子晶体的特性开发新的电解质。分子晶体即使加热融化，冷却后也会再次结晶。因此，在电池组中，即使电极膨胀或收缩，也可能通过加热使电解质液化来填充多余的空间。另外，还有望开发出即使固体电解质在使用过程中出现裂纹等，也能通过施加大电流加热液化，来使其自我修复的电池。
日文：矢野摄士、《日经产业新闻》、2020年11月16日
中文：JST客观日本编辑部
