東芝、セパレーターを用いない新構造のリチウムイオン二次電池を開発

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東芝は2018年6月4日、セパレーターを用いない新構造のリチウムイオン二次電池を開発したと発表した。

電極材料の表面を樹脂製の極薄ナノファイバー膜で覆ったSkin-Coated Electrode(SCdE)を用いて、電極間の距離を極限まで近づけることで入出力と容量を同時に高めることができ、セパレーターを用いないために絶縁体に関するコストを従来の約半分にまで抑えることもできるという。

SCdEの製造には、ナノファイバー膜形成技術のエレクトロスピニング(ES)技術を応用している。ES技術は、原料の高分子溶液に高電圧を加えて紡糸する技術だ。常温で紡糸ができ、高耐熱性、抗腐食耐性などの特徴を持つ材料からナノファイバー不織布を形成できる。数十nmから数μmの間で繊維径の制御ができ、耐熱性や絶縁性などの特性を保持しながら、電解液中のイオンが通りやすい構造にできる。

今回の研究では、ES技術により、絶縁性、耐熱性に優れた樹脂製の極薄ナノファイバー膜を電極の表面に両面から同時にコーティングしてSCdE形成することで、セパレーターを用いない構造を実現した。両面から同時にコーティングすることにより、セパレーターを用いた場合と同等の安全性を得られた。

同社のリチウムイオン二次電池にSCdEを適用することで、入出力性能および容量が1.2倍になることを確認した。また、8000回の充放電の繰り返しでも95%以上の電池容量を維持する。

同社では、2018年6月7日から東京ビッグサイトで開催される「国際ナノファイバーシンポジウム2018」において、同技術の詳細を発表するという。

今後は、SCdEを用いた新構造を、車載用や定置向けのリチウムイオン二次電池に展開し、2019年度の実用化を目指す。

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