后鋰電池時(shí)代：哪種電池技術(shù)會(huì)脫穎而出（三）

　　圖7：具備4V以上電位的Na4Co3（PO4）2P2O7

　　豐田在電池研討會(huì)上就具備4V以上電位的Na4Co3（PO4）2P2O7發(fā)表了演講（a，b）。

　　注2） 豐田以“鈉電池用新正極活性物質(zhì)Na4M3（PO4）2P2O7〔M＝Ni，Co，Mn〕的電氣化學(xué)特性”為題發(fā)表了演講［演講序號(hào)：2E07］。

　　不僅是正極材料的開發(fā)，鈉離子充電電池的研究范圍在不斷擴(kuò)大。在本屆電池研討會(huì)上，因采用鋰離子的全固體電池研究而聞名的大阪府立大學(xué)發(fā)布了鈉離子全固體電池的研究成果注3）。固體電解質(zhì)采用鈉離子導(dǎo)電率為10-4S/cm的Na3PS4。在該固體電解質(zhì)的基礎(chǔ)之上采用鈦硫（TiS）正極和鈉錫（Na-Sn）合金負(fù)極的全固體電池在室溫下使用時(shí)，雖然首次的不可逆容量較高，但第二次以后就可以穩(wěn)定地反復(fù)充電了（圖8）。

　　圖8：鈉離子全固體電池亮相

　　大阪府立大學(xué)在電池研討會(huì)上就固體電解質(zhì)采用Na3PS4的全固體電池發(fā)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(guò)第二次以后表現(xiàn)出了穩(wěn)定的循環(huán)特性（c）。

　　注3） 大阪府立大學(xué)以“采用Na3PS4固體電解質(zhì)的全固體鈉硫電池試制”為題發(fā)表了演講［演講序號(hào)：2E21］。

　　另外，還試制了正極采用高容量硫（S）的電池。S和放電生成物Na2S是絕緣體，因此將S或Na2S與導(dǎo)電材料乙炔黑和固體電解質(zhì)以1：1：2的重量比進(jìn)行了混合。由此確認(rèn)，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。

　　固體電解質(zhì)和負(fù)極取得進(jìn)展

　　雖然采用鈉離子的全固體電池也已經(jīng)逐漸展開研究，但采用鋰離子的全固體電池的研究更加活躍。

　　在全固體電池的研究中，如何提高表示固體電解質(zhì)鋰的擴(kuò)散速度的鋰離子導(dǎo)電率是個(gè)重要課題。在最近的研究中，東京工業(yè)大學(xué)、豐田、高能加速研究機(jī)構(gòu)的研發(fā)小組發(fā)現(xiàn)了鋰離子導(dǎo)電率與有機(jī)電解液相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)。主導(dǎo)研究的是東京工業(yè)大學(xué)研究生院綜合理工學(xué)研究科物質(zhì)電子化學(xué)專業(yè)的菅野了次教授。

　　菅野等人發(fā)表的是硫化物類固體電解質(zhì)的一種——Li10GeP2S12。鋰離子導(dǎo)電率在室溫（27℃）下非常高，為1.2×10-2S/cm。豐田試制了采用該固體電解質(zhì)的全固體電池，并于2012年10月公開。豐田證實(shí)“實(shí)現(xiàn)了原產(chǎn)品5倍”的輸出密度。