正極の極板の外観
(出所:安永)
[画像のクリックで拡大表示]
充放電の寿命評価
(出所:安永)
[画像のクリックで拡大表示]
抵抗低減効果により高速充放電性能が向上
(出所:安永)
[画像のクリックで拡大表示]

 エンジン部品や製造装置などを手掛ける安永は11月22日、Liイオン蓄電池の寿命を、同社の従来品に比べて12倍以上に向上する技術を開発したと発表した。

 正極の極板の製造に独自の技術を導入した。これによる正極を使って試作したセルで、充放電の耐久性を評価したところ、初期容量から70%に減る時点までを寿命とした場合、従来品の5000サイクルに対して、6万サイクル以上の寿命が期待できるとしている。

 3000サイクルまでの結果を元に、寿命予測線を使って評価した。

 従来品では、活物質と集電体を、バインダーの結着力のみで面結合していた。この方法では、セルの製作時に加わる曲げ応力や、充放電による活物質などの膨張・収縮によって徐々に剥離が生じ、寿命に大きく影響していた。

 これに対して、今回は、新たな方法によって、活物質層に対してアンカー効果を生じさせ、剥離を抑制できた。電極の表面積も拡大した。

 従来とはまったく異なる技術で形成した、電極表面の規則正しい幾何学模様の微細溝によって実現したとしている。

 集電体には微細金型を使って特殊な加工を施した。集電体に形成した貫通穴によって、両面から活物質同士を結合させて剥離耐性を向上させる上、電解液の移動によって偏在防止の効果も生まれ、寿命の向上に寄与した。

 今回の技術によって、長期メンテナンスフリーが可能になり、太陽光発電の自家消費モデルに伴って需要が見込まれる定置型市場の拡大に貢献するほか、リース向け製品(福祉車両や電動バイクなど)の運用コストの低減、電池交換の難しい場所への設置なども実現できるとしている。

 また、抵抗低減効果によって高速な充放電も実現できることから、電気自動車(EV)によるカーシェアリングやタクシーの稼働率の向上、高出力が重要な応用向け製品の小型化、携帯機器の高出力化などにもつながる。

 高速充放電性能の向上は、導電性の低いリン酸鉄リチウム(LFP)やチタン酸リチウム(LTO)などの材料を使った電池において、特に有効としている。