NECなど、新規鉄マンガン系正極を使った次世代リチウムイオン電池を開発

エネルギー密度の次世代リチウムイオン電池を開発
〜新規鉄マンガン系正極を開発し、従来比１．７倍のエネルギー密度を実証〜


　日本電気株式会社（以下、NEC）、株式会社田中化学研究所（以下、田中化学研究所）および、積水化学工業株式会社（以下、積水化学工業）は、独立行政法人産業技術総合研究所（以下、産業技術総合研究所）と共同で、新規鉄マンガン系正極を使った次世代リチウムイオン電池を開発しました。

　今回開発した次世代リチウムイオン電池は、現在実用化されているマンガンスピネル系正極を使ったリチウムイオン電池（注１）の約１．７倍となる、エネルギー密度２７１Wh／kgを実現しました。本リチウムイオン電池技術は、リチウムイオン電池の低コスト化、環境対応自動車のさらなる航続距離延伸、定置用蓄電システムの小型軽量化等に貢献するものです。

　本研究開発成果は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が実施している「リチウムイオン電池応用・実用化先端技術開発事業」の支援を受けて行われた研究の成果です。

　このたび開発した次世代リチウムイオン電池技術の特長は、次のとおりです。


　１．　新規鉄マンガン系正極材料を開発、正極の大容量化を実現
　　NEC、田中化学研究所および、産業技術総合研究所は共同で、層状岩塩構造を有するリチウム鉄ニッケルマンガン酸化物（注２）を新たに開発。原料に安価な炭酸リチウムを使用する独自の合成手法を確立し、kgスケールの合成に成功。本正極材料で、従来使われているマンガンスピネル正極材料（容量１１０mAh／g）の約２．２倍となる容量密度２４７mAh／gを実証（注３）。

　２．　鉄マンガン系正極の性能を引き出す負極および電解液を新たに開発
　　NECは、開発した新規鉄マンガン系正極の性能を十分に引き出す負極として、導電剤に炭素系材料のカーボンナノホーン（注４）等を使用した酸化シリコン系負極を新たに開発。鉄系酸化物正極に合わせて組成を最適化し、電池の高エネルギー密度化に寄与。
　　さらにNECと積水化学工業は共同で、高電圧耐性の高いフッ素化エーテルを含有する電解液を新たに開発。鉄マンガン系正極を使ったリチウムイオン電池を最高４．５Vまで充電し、安定動作を確認。

　３．　８Ah級のラミネート型電池で高エネルギー密度を実証
　　NECは、開発した鉄マンガン系正極、酸化シリコン系負極、耐高電圧電解液を使って、８Ah級のラミネートセルを試作。現在実用化されている、マンガンスピネル系正極を使用したリチウムイオン電池の約１．７倍となるエネルギー密度２７１Wh／kgを実証。


　NEC、田中化学研究所、積水化学工業は今後も、本リチウムイオン電池の信頼性、安全性などの課題解決に努め、２０２０年頃の実用化を目指した研究開発に積極的に取り組んでいきます。

　なお今回の成果は、本年１０月７日より大阪国際会議場にて開催される「第５４回電池討論会」にて発表する予定です。


以上


　・日本電気株式会社　　　：代表取締役　執行役員社長　遠藤信博
　・株式会社田中化学研究所：代表取締役　社長執行役員　田中保
　・積水化学工業株式会社　：代表取締役社長　社長執行役員　根岸修史


　※注釈については、添付の関連資料を参照