【后鋰電池】(二)鈉電池：利用鐵的氧化還原反應【2】

豐田意在高電壓化

鈉離子充電電池在制成單元時與鋰離子充電電池相比存在電壓低的課題。因此，業界還出現了提高電壓的動向。豐田汽車公司在本屆電池研討會上就電位為4V以上的含鈉過渡金屬磷酸鹽發表了演講（圖7）。該公司就Na4M3（PO4）2P2O7，以鎳、鈷、錳比較了M過渡金屬部分。結果顯示，採用鈷的Na4Co3（PO4）2P2O7的容量最高，為95mAh/g。而且，不但確保了4V以上的放電，充放電100次后也沒有出現容量劣化。 

圖7：具備4V以上電位的Na4Co3（PO4）2P2O7 豐田在電池研討會上就具備4V以上電位的Na4Co3（PO4）2P2O7發表了演講（a，b）。

不僅是正極材料的開發，鈉離子充電電池的研究范圍在不斷擴大。在本屆電池研討會上，因採用鋰離子的全固體電池研究而聞名的大阪府立大學發布了鈉離子全固體電池的研究成果。固體電解質採用鈉離子導電率為10-4S/cm的Na3PS4。在該固體電解質的基礎之上採用鈦硫（TiS）正極和鈉錫（Na-Sn）合金負極的全固體電池在室溫下使用時，雖然首次的不可逆容量較高，但第二次以后就可以穩定地反復充電了（圖8）。 

圖8：鈉離子全固體電池亮相 大阪府立大學在電池研討會上就固體電解質採用Na3PS4的全固體電池發表了演講（a，b）。與初始放電容量相比，第二次以后的放電容量大幅降低，不過第二次以后表現出了穩定的循環特性（c）。

另外，還試制了正極採用高容量硫（S）的電池。S和放電生成物Na2S是絕緣體，因此將S或Na2S與導電材料乙炔黑和固體電解質以1：1：2的重量比進行了混合。由此確認，1000mAh/g以上的高容量全固體鈉硫電池可以在室溫下正常工作。（日經技術在線！ 供稿）