リチウムイオン電池のプリリチウム化技術の進展と課題

要旨：プリリチウム化技術は、リチウムイオン電池のエネルギー密度を向上させ、サイクル寿命を延ばすための実現可能なルートとして広く考えられています。プリリチウム化の原理は、バッテリー内に追加の活性Liイオンを導入し、初回充電および長期サイクル中のリチウム損失を補償できるようにすることです。このような効果は、主要な電極材料やバッテリー構造を変更する必要がなく、現在のリチウムイオン電池生産ラインの大多数と互換性があります。この段階では、さまざまなプリリチウム化方法が報告されており、その中にはすでにパイロットスケールの生産段階にあるものもあります。しかし、プリリチウム化のための明確な開発ロードマップはまだ存在しません。本レビューでは、まず理論的観点からプリリチウム化が電気化学的性能に与える影響を紹介し、次に異なるバッテリー製造段階におけるさまざまなプリリチウム化方法の長所と短所を比較します。最後に、プリリチウム化の課題と将来の開発動向について議論します。学術研究と産業応用との間に橋を架けることを目指しています。プリリチウム化技術の推進におけるいくつかの工学的問題についても、プリリチウム化の実装だけでなく、バッテリーデザインや管理に関するいくつかの副次的問題を幅広く論じます。