リチウムイオン電池のためのより安全な電解質：最前線と展望

リチウムイオン電池は、現代の輸送システムを電動化するためにますます重要になっており、将来的には持続可能なモビリティを可能にする約束を秘めています。しかし、セルが機械的、熱的、または電気的な悪用条件にさらされると、重大な安全性の懸念から大規模な適用が妨げられています。これらの安全性の問題は、その優れたエネルギー密度と、（現在）高い揮発性および可燃性の有機溶剤ベースの電解質を利用していることに本質的に関連しています。ここでは、最前線の電解質システムと潜在的な代替案が簡単に調査されており、特にその（固有の）安全特性に焦点が当てられています。ここでは、LiPF6を導電塩として使用する有機カーボネートベースの電解質の広範な置き換えを妨げている課題もレビューされています。比較的「容易な」電解質改良から（部分的に）有機溶媒またはリチウム塩を置き換えることや、機能的な電解質添加剤の追加まで、概念的に新しい電解質システム、イオン液体、溶媒なしおよび/またはゲル状ポリマー系電解質、さらには固体電解質も考慮されています。実際、新しい電解質を設計する機会はほぼ無限に見え、これはこうしたシステムの厳密な分類とその特性の基本的理解を確実に複雑にします。それにもかかわらず、これら無数の機会は、前述した安全性の懸念を克服し、機械的、熱的、物理化学的、電気化学的性能を向上させることができる新しい高機能な電解質システムを開発する大きなチャンスを提供します。