大阪府立大学大学院工学研究科の林晃敏教授と作田敦准教授らの研究グループは、次世代型蓄電池の全固体リチウム硫黄二次電池用に高エネルギー密度を持つ正極を開発した。電極内のイオンの経路と伝導体の性質と硫化リチウムの容量の関係を解明し、それを踏まえて固体電解質を用いた正極を作った。理想的な負極や電解質層と組み合わせた場合、エネルギー密度が従来のリチウムイオン電池の約２倍となる全固体電池が実現可能となる。

リチウム硫黄電池の正極は、電気を起こす反応に関与する高容量の活物質である硫化リチウム、電子の経路となる炭素、リチウムイオンの経路となるイオン伝導体などで構成されている。

研究グループは、さまざまな種類のイオン伝導体を硫化リチウムと組み合わせた正極を作製し、イオン伝導体の性質と硫化リチウムの容量の関係について検証した。その結果、イオン伝導体の伝導性と分解に対する耐性が硫化リチウムの容量に大きく影響することが分かった。さらに大阪府大が開発した、分解耐性が高くイオン伝導度も比較的高い固体電解質を添加して正極を作製した。これまでにない大容量を実現したことで、大きなエネルギー密度を持つ全固体リチウム硫黄二次電池の開発が期待される。