【AABC】リチウムエナジージャパン、LMPや固溶体系など次世代正極材料への取り組みについて講演

2012/02/13 03:41

狩集浩志＝日経エレクトロニクス

加工技術の選択でライバルに差をつける

　リチウムエナジージャパンは、「AABC 2012」（米国Orlando、2012年2月6～10日）で、同社と親会社であるGSユアサの車載電池の取り組みについて、「High-performance Lithium-ion Battery for Electrified Vehicle Applications」と題して講演した。

　リチウムエナジージャパンでは、現在の「LEV50」に比べて寿命とエネルギー密度を高め、低コスト化を図った第2世代品をはじめ、より大容量化を図った60Ah以上のセルを電気自動車（EV）向けに開発しているという。さらに、EVやプラグイン・ハイブリッド車（PHEV）向けに40Ahクラスを、PHEV向けに20Ahクラスのセルの開発を進めているという。

　このうち，PHEV向けに開発中の正極材料にリン酸鉄リチウム（LiFePO₄、LFP）を用いた21Ahの角型セルについて紹介した。エネルギー密度は108Wh/kgで、電圧は3.3V。セルの外形寸法は173mm×21mm×85mmで、重さが0.64kgである。

　さらに今回の講演では、GSユアサが次世代の正極材料として開発中のリン酸マンガン・リチウム（LiMnPO₄、LMP）や固溶体系正極材料についても紹介した。LMPは、LFPに比べて電圧が0.6V高くなることから、電池パックの高電圧化が図りやすく、エネルギー密度も18%ほど高められるとして期待されている。

　ただし、LMPはLFPよりも電子伝導性が低いことが大きな課題である。今回の講演では、LMPの粒子にカーボンを被覆するだけでなく、LMPの粒子同士をつなぐカーボン・ネットワークを構築することで性能向上を図った事例について説明した。カーボン被覆だけでは、65mAh/g程度の容量しか示さなかったものが、粒子同士をつなぐカーボン・ネットワークによって132mAh/g程度まで容量を高めることができたという。

　固溶体系正極材料については、Li_1.2Co_0.1 Ni_0.15 O₂を用いた正極材料で250mAh/gの放電容量を確保した。さらに、同材料を用いた0.8Ahの角型セルを試作し、170Wh/kgのエネルギー密度を達成している。