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日立 リチウムイオン電池の寿命を2倍にする技術を開発

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日立製作所は、マンガン系正極材料を用いた産業用リチウムイオン電池の寿命を、従来品と比較して約2倍にできる新たな正極材料を開発したと発表した。今回開発した正極材料を用いて、風力発電をはじめとする新エネルギー分野での電力貯蔵や、電動式の建設機械などの電源向けに、リチウムイオン電池の開発を目指す。

現在、民生用途のリチウムイオン電池正極材料には、コバルトを主原料とする材料が使われているが、リチウムイオン電池の需要拡大に伴い、レアメタルであるコバルトの安定確保が不安材料となっている。そこで日立は、正極材料の主原料として資源量が豊富なマンガンを採用し、スピネル構造という結晶構造を持つリチウムマンガンスピネル系材料の研究開発を進めてきた。この材料は動作電圧が高く蓄電用途に向いている一方、充放電サイクルによる容量低下などの課題があり、寿命特性の改善が求められていた。今回、正極材料に含まれるマンガン元素の一部を他元素と置換して結晶構造を安定化させ、優れた耐酸性を持つ複合酸化物を混合して電解液へのマンガン溶出を低減させた。その結果、電池容量の低下を従来の1/2に抑えられ、マンガン系正極材料を用いたリチウムイオン電池において、従来開発品の約2倍である約10年以上の寿命を実現できる見通しとなった。

本成果は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)から日立が受託した「系統連系円滑化蓄電システム 要素技術開発」の一環として得られた。電池セルの試作については新神戸電機と共同で行った。

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