漢陽大学とサムスンSDI、アノードフリーリチウム金属電池の寿命を延ばすナノファイバー中間層を開発

グラファイトアノードを使用する従来のリチウムイオン電池とは異なり、アノードフリーリチウム金属電池は製造時に別個のリチウムアノード活物質を使用しない。代わりに、充電中にカソードからのリチウムが銅集電体上に直接析出する。これにより、別個のアノード活物質が不要になり、電池の重量と体積が減少し、エネルギー密度が向上する。 しかし、充放電サイクルを繰り返すと、リチウムが銅集電体表面に不均一に析出し、デンドライトの形成とデッドリチウムが発生する。また、リチウムの析出と溶解中に電極の体積も大きく変化し、電池寿命が急速に劣化する。この構造的不安定性は、アノードフリーリチウム金属電池の商業化における大きな障害となっている。 この問題に対処するため、研究チームは、ニトリルブタジエンゴム（NBR）、ポリアクリロニトリル（PAN）、リチウムドープシリカ（Li-SiO2）ナノ粒子を組み合わせた電界紡糸ナノファイバー中間層を開発した。この研究成果は、ジャーナル『Advanced Functional Materials』に掲載された。