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2014年11月14日
高容量正負極材料の電池技術でエネルギー密度335Wh/kgを達成
株式会社日立製作所(執行役社長兼COO:東原 敏昭/以下、日立)は、このたび、電気自動車の走行可能距離を従来の2倍*1にする電池技術を開発しました。
具体的には、電極の厚さを従来の2倍にし、充放電できるリチウムイオン量を増加させることでエネルギーを高密度化するとともに、新たに開発した3次元電極構造可視化の技術を用いて、リチウムイオンの移動の特性を明らかにし、リチウムイオンの移動を促進する電極内の活物質の分布を最適化することで高出力化を実現しました。
また、負極材として従来より用いられている炭素系材料に比べ、リチウムイオンを多く充放電できるシリコン系材料は、電極から剥がれやすく短寿命でした。そこで、シリコン系材料を強固に電極に密着させ、剥離を抑制することで、炭素系材料と同等の寿命を実現しました。さらに、正極材料においては、従来は高電圧を加えると電解液が分解し、寿命が低下していましたが、酸化物を正極表面に被覆することで、長寿命化を実現しました。これにより、これまで困難であったエネルギーの高密度化と高出力化、ならびに長寿命化の両立を実現し、電気自動車の走行可能距離を従来の2倍に伸張することが可能となりました。
電気自動車は、CO2を排出しない環境対応自動車として期待されています。一方で、普及拡大のためには走行距離の伸長が必要とされており、リチウムイオン電池の①高エネルギー密度化と高出力化、および②長寿命化の両立が課題となっていました。日立は、これらの課題を解決し、電気自動車に実際に使われる電池容量である30Ah級セルで、エネルギー密度335Wh/kg(従来比で約2.6倍*2)、出力密度1600W/kgの初期性能を達成し、電気自動車の走行可能距離を約2倍にする技術を開発しました。今回開発した技術の特徴は次の通りです。
日立は今後、開発した要素技術を用いたリチウムイオン電池を2020年頃に実用化することをめざし、研究開発に取り組んでいきます。
なお、本研究は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構の助成事業「リチウムイオン電池応用・実用化先端技術開発事業」の一環として実施しているものです。また。本研究の成果は、2014年11月19日から京都で開かれる公益社団法人電気化学会電池技術委員会主催の第55回電池討論会にて発表予定です。
株式会社日立製作所 日立研究所 情報企画部 [担当:滝澤]
〒319-1292 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号
電話:0294-52-7508 (直通)
以上