日立と東北大、燃えにくい新規電解質を用いた安全なリチウムイオン二次電池の試作に成功――釘刺し試験において不燃を実証

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日立製作所と東北大学は2018年2月16日、燃えにくい新規電解質を用いた高安全なリチウムイオン二次電池(LIB)の試作に成功し、電池安全性試験法の一つである釘刺し試験において不燃性を実証したと発表した。

LIBはスマートフォン、タブレットの小型携帯端末用電源をはじめ、電気自動車用電源や再生可能エネルギーの需給調整などさまざまな用途で活用されている。しかし、引火点が20℃以下と低く、発火を抑制する補強材や冷却機構が必要なため、電池システムの小型化が難しかった。

そこで研究グループは、電解質内のリチウムイオン伝導挙動をシミュレーション解析し、リチウムイオン伝導を促進する液体成分を探索。従来比4倍の高リチウムイオン伝導性と、有機電解液よりも100℃以上高い引火点の両立に成功した。また、同電解質を用いてラミネート型電池を試作。界面改質技術により、電池容量低下の要因となる正極および負極表面での分解反応を抑制し、設計値の電池容量での充放電の繰り返し動作を実現した。電解質材料分布の最適設計、製造条件の最適化により、信頼性低下の要因となる電解質材料の凝集や空隙、クラック形成の抑制にも成功している。

研究グループは、同材料により、システム小型化、価格競争力向上が期待されると説明。また、今後も実用化に向け、更なる高エネルギー密度化、充放電時間の短縮化など電池の性能向上を目指すとしている。

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