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摘要：株式会社杰士汤浅(GS Yuasa）使用第一性原理计算等计算化学，高效选择出与硫化物组合的最佳材料（氮化物及卤化物），成功合成了兼具高离子电导率和优异耐水性的含氮硫化物固体电解质，进一步推进了全固态电池的实用化。

关键字：含氮硫化物固体电解质、全固态电池、第一性原理计算、高离子电导率、耐水性

日本株式会社杰士汤浅(GS Yuasa，以下简称“杰士汤浅”）成功开发出一种含氮硫化物固体电解质。通过本次开发，提高了实现全固态电池实用化的关键材料——硫化物固体电解质的离子电导率和耐水性。借助这项技术，不仅能够推进全固态电池的实用化，还有望提高全固态电池在制造过程中的可操作性，降低制造环境的维护成本。

全固态电池用阻燃性的无机固体电解质取代了易燃性的有机电解液，极大地提高了安全性，因此作为下一代电池，关于全固态电池的研究正在广泛进行。全固态电池所使用的无机固体电解质大致分为氧化物和硫化物，离子电导率高的硫化物适用于大型电池。然而，硫化物固体电解质存在与水发生反应后会生成对人体有害的硫化氢的问题。对此，杰士汤浅通过使用第一性原理计算^※等计算化学，高效选择出与硫化物组合的最佳材料（氮化物及卤化物），从而成功合成出兼具高离子电导率和优异耐水性的含氮硫化物固体电解质。

今后，杰士汤浅的目标是进一步改进这种具有优异耐水性的“含氮硫化物固体电解质”，并在2020年代实现全固态电池的实用化。杰士汤浅将通过开发面向电动汽车等各种用途的下一代电池技术，为实现碳中和作出贡献。

※第一性原理计算是指“基于最基本原理的计算”，通过对量子力学的基本方程——薛定谔方程的近似求解，来计算物质的各种性质。

技术改进的要点

1. 通过组合氮化物来提高耐水性

根据以往文献，通过在硫化物固体电解质中组合使用氮化锂（具有代表性的氮化物），可以提高耐水性。而通过本次研究新发现，通过组合氮化锂以外的氮化物，能够达到与氮化锂相同或更好的耐水性改善效果。此外，由于耐水性提高，有望降低制造成本，减少万一接触到大气时产生有害硫化氢的担忧。

2. 通过组合卤化物来提高离子电导率

根据以往文献，通过在硫化物固体电解质中组合使用卤化物，可以提高离子电导率。已证实，在本次新开发的“含氮硫化物固体电解质”中，通过组合卤化物可以将离子电导率提高两倍以上。

3. 利用计算化学进行高效开发

通过第一性原理计算，“含氮硫化物固体电解质”的开发速度得到了极大的提升。本次通过从30多种候选材料中高效地选择出与硫化物组合的最佳材料，在短时间内成功开发出新型“含氮硫化物固体电解质”。

兼具高离子电导率和优异耐水性的“含氮硫化物固体电解质”开发成功！