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黒鉛の2倍容量の新酸化物負極を採用した次世代二次電池SCiBTMを開発

超急速充電で電気自動車の走行距離を3倍に延ばし、電気自動車の利便性向上に貢献
2017年10月03日

 当社は、リチウムイオン電池の負極材として一般的に使用される黒鉛と比較して、2倍の容量を持つチタンニオブ系酸化物を負極材に用いた、次世代リチウムイオン電池(次世代SCiBTM)の試作にこのたび成功しました。本次世代SCiBTMは高エネルギー密度でかつ超急速充電が可能であり、電気自動車(EV)用途に適しています。EVに搭載すると、6分間の超急速充電で、従来のリチウムイオン電池を搭載したコンパクトEVと比較して走行距離を3倍の320kmに延ばすことが可能です(図1)。当社は、今後、電池のエネルギー密度のさらなる向上による走行距離の伸長を進め、2019年度の製品化を目指します。

 今回試作したのは容量50AhのEV用の電池です。負極材として採用したチタンニオブ系酸化物は、超急速充電や低温充電でも電池の劣化や短絡の原因となる金属リチウムの析出が無く耐久性と安全性に優れており、当社独自の合成方法により、結晶配列の乱れが少ないという特徴があります。結晶構造中にリチウムイオンを効率的に供給することができ、現行SCiBTMの特徴である高い安全性と急速充電特性を維持しながら、負極容量(単位体積当たりの容量)を黒鉛に比べ2倍に増加させることが可能になりました。
 また、次世代SCiBTMは、現行SCiBTMの長寿命、耐低温特性を合わせて実現しています。試作した電池を用いた実証では、充放電を5000回繰り返しても90%以上の電池容量を維持すること、およびマイナス10℃の低温環境下における10分間の超急速充電を確認しています。

 現行SCiBTMは負極材に、急速充電性能、長寿命、安全性に優れるチタン酸リチウムを採用しており、自動車、バス、鉄道などの乗り物や、エレベーター等の産業機器、発電所などのインフラ設備に活用されています。特にEV用の二次電池においては、EVの更なる普及と利便性向上のために高エネルギー密度の電池で超急速充電性能が求められています。
 今回のチタンニオブ系酸化物を使用した次世代SCiB™は、チタン酸リチウムと比較して約2倍のエネルギー密度を実現しています。

 なお、本成果は国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の助成事業の成果を一部活用しています。
 当社は今後も電池の急速充電、長寿命、高エネルギー密度化に関する研究開発を継続していきます。

注1
32kWh電池容量搭載のコンパクトEVを想定したJC08モードでの走行距離換算

 

容量50Ahの試作電池
111mm x194mm x14.5mm
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