由AIpatent认证专家库成员（欲知详情可联络support@aipatent.com）等人组成的研究小组开发了一种具有高锂离子传导性和新离子传导机制的有机分子晶体，该晶体有望用作全固态电池的固体电解质，其离子导电率在室温下与已经报告的分子晶体的最高导电率基本相同，但在-20度下，是已经报告的分子晶体的约100倍。
聚合物电解质作为有机固体电解质被熟知，其离子导电率在低温下通常会急剧下降，但是本研究发现的分子晶体并不会发生这种情况。例如，应用于汽车的电池即使在寒冷地区也必须正常工作，因此期望实现低温下也可以工作的全固态电池。
实际上，已经证实，通过熔融重塑本研究中的固体电解质，然后凝固制备的全固态电池能以高充放电效率工作。在本文中展示出有机分子晶体的应用前景，可以为在全球范围内积极进行的全固态电池研发提供新的研发方向。
1、要点
2、研究背景和经过
为进一步利用可再生能源，并通过普及电动汽车和混合动力汽车来构建可持续社会，高性能蓄电池的开发成为实现可持续社会的重要课题。其中，对使用固体电解质1）的全固态电池2）的期待逐渐高涨。全固态电池可以抑制现有锂电池中存在的泄漏和着火问题，提高电池的安全性，还可以通过在电池容器内部构建串联层叠结构，使蓄电池小型化和轻量化。
关于用于实现这种全固态电池的固体电解质的候选，已经对陶瓷（结晶性无机物）、玻璃（非晶态无机物）和聚合物（非晶态有机物）等材料进行了数十年的深入研究。但是实际上，全固态电池的实用化、量产和普及仍存在各种问题。因此，新型固体电解质的开发仍然是一项非常重要的课题。
图1.已经报告的固体电解质材料和分子晶体电解质的定位
作为固体电解质的新候选，本研究小组致力于研究一种具有分子在晶格中规则排列的结构的“分子晶体3）”(结晶性有机物)(图1)。在分子晶体中，可以通过适当地选择作为构成元素的锂盐和有机分子的组合以及反应比来构建由分子组成的离子传导路径（离子通道）。此外，由于分子晶体具有有机物特有的适当柔软性，因此有望在全固态电池的电解质和电极之间形成良好的界面。
最近，分子晶体备受关注，其中，有文献报告了在室温下的离子导电率为10-4S/cm-1的分子晶体（LiCl{（CH3）2NCHO}），但是这种分子晶体缺乏热稳定性，在40℃的环境下会分解（L. Wunder，M. J. Zdilla，et al.，Chem.Mater.2015,27，5479.），而且，该分子晶体的活化能非常大，在-20℃时导电率会降低至1×10-7S/cm-1。
在这样的背景下，即使在室温以上的温度下也能稳定存在、并且在低温条件下也能显示出高离子导电率的分子晶体的合成对于分子晶体电解质的实用化来说是极为重要的课题。