東京工業大学、東京大学、産業技術総合研究所、山形大学の共同研究グループは、全固体電池の性能が劣化する機構を明らかにし、加えて、これを加熱処理だけで大幅に改善する技術を開発した。
燃えづらい固体の電解質を用いるために安全な全固体電池は、リチウムイオン電池をはじめとする可燃性の液系電解質を用いる既存電池の代替に向けて期待を集めている。しかし、固体電解質と電極が接する界面の抵抗（界面抵抗）が大きく、高速充電の実現には課題があった。
本研究者らは、全固体電池の界面抵抗増大の要因を検討した結果、作製プロセスにおいて電極材料が大気および水蒸気に曝露されると界面抵抗が10倍以上に増大してしまうことを発見した。
一方で、これにより低下した電池性能を改善する手法も見出した。劣化した電池を150℃程度で加熱処理すると、界面抵抗は加熱処理前の1/10以下に低減し、大気や水蒸気に全く曝露せずに作製した電池と同等の抵抗値を取り戻すことができることがわかったという。
この劣化・回復のメカニズムには、プロトン（水素イオン）が関与している。大気や水蒸気中の水分に由来するプロトンが電極内部に侵入することで、界面のリチウムイオン輸送が妨げられ、界面抵抗の上昇を引き起こすが、加熱処理を行うと、侵入したプロトンは固体電解質中に自発的に移動して脱離し、正常な界面に回復させることができるという。
本研究成果は、全固体電池の高性能化へ向けた大きな一歩であり、実用に向けた躍進となることが期待される。
