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JAISTの松見紀佳教授らの研究グループは2026年9月7日、リチウムイオン電池のグラファイト負極を保護する電解液添加剤「FPTI」を開発したと発表した。試験用ハーフセルでは、1000回の充放電後も約200回時点の最大放電容量の95.6%を維持した。
電解液より先に反応し、負極を保護
グラファイト負極では、充放電の初期に電解液の一部が分解し、表面にSEI（固体電解質界面）と呼ばれる保護膜が形成される。膜が不安定だと再形成に伴ってリチウムや電解液が消費され、内部抵抗の増加や容量低下につながる。
FPTIはフッ素を多く含むイミン化合物で、通常の電解液成分より先に反応してSEIを形成するよう設計された。JAISTによると、4mg/mL添加時のSEI抵抗は無添加時の7.6Ωから2.2Ωへ低下した。論文でも、安定したSEIの形成やリチウムイオン拡散の改善が報告されている。
1000回後の容量維持率95.6%、実用条件で検証へ
耐久性を評価したのは、グラファイトとリチウムを組み合わせたハーフセルだ。容量維持率95.6%は初期容量比ではなく、約200回時点の最大放電容量を基準としている。
1000回時点の容量維持率は、無添加セルが62.7%、FPTIを4mg/mL添加したセルが95.6%だった。容量低下幅はそれぞれ37.3%と4.4%で、この数値から計算すると添加セルの低下幅は無添加セルの約8分の1となる。
研究グループはNMC811正極とグラファイト負極を組み合わせたフルセルも評価した。ただし、FPTIであらかじめSEIを形成した負極を使い、FPTIを含まない電解液で構成した試験であり、実用電池の電解液へ直接添加した評価ではない。
JAISTは社会実装に向け、実用サイズ・実用条件に近いフルセルでの長期試験に加え、温度条件、安全性、添加剤の使用方法、製造工程への適合性、量産性などの検証が必要としている。
