富士通研究所、高電圧が可能なリン酸鉄系リチウム二次電池用正極材料を開発。コバルトフリーで、リチウム二次電池を低コスト化へ

富士通研究所、高電圧が可能なリン酸鉄系リチウム二次電池用正極材料を開発。コバルトフリーで、リチウム二次電池を低コスト化へ

富士通研究所、高電圧が可能なリン酸鉄系リチウム二次電池用正極材料を開発。コバルトフリーで、リチウム二次電池を低コスト化への画像

富士通研究所は、高電圧が可能な二次電池(充電できる電池)のリン酸鉄系リチウム正極材料を開発したと発表しました。

今回新開発されたリン酸鉄系のリチウム二次電池用正極材料は、コバルトフリーでリチウム二次電池を低コスト化できると期待されています。

現在、電気自動車(EV)などの駆動用電池に採用されているリチウム二次電池は、一般に正極材料にレアメタルのコバルトが使用された「LiCoO2」(コバルト酸リチウム)などが使用されています。

このコバルト系正極材料については、コバルトの不足や材料コストの大幅上昇などが懸念されており、コバルトに代わる正極材料の構成元素として地球上に豊富に存在する鉄を使用することが注目されています。

ところが、従来の鉄系正極材料を用いたリチウム二次電池ではコバルト系の材料を用いたものと比べエネルギー密度が低いという問題点がありました。エネルギー密度は容量密度と電圧の積で表されますが、従来の鉄系正極材料の持つ電圧が2.8Vから3.5Vで、3.75Vから4.1Vの電圧を持つコバルト系正極材料と比べて低いことが課題になっていました。

今回、富士通研究所では、従来のコバルト系正極材料に匹敵する3.8Vの電圧を持つ新しいリン酸鉄系の正極材料であるピロリン酸鉄リチウム「Li5.33Fe5.33(P2O7)4」の合成に成功しました。

これを用いてコイン型電池を試作した結果、従来のコバルト系材料の電圧に匹敵する3.8Vの電圧が実現できていることが確認されました。

ただし、試作したコイン電池で実測した充放電容量は1グラム当たり約105ミリアンペア・アワー(mAh/g)で、理論値の139 mAh/gやLiCoO2の137 mAh/gに比べると75%程度の値にとどまっているため、富士通研究所では今後、充放電容量を改善したいとしています。

コバルト系正極材料は、EV以外にもスマートフォンやデジタルカメラなどの多くのリチウム二次電池に使われているので、コバルト系正極材料を安価で大量にある鉄系に置き換えることができれば、リチウム二次電池の低コスト化や安定生産につながることが期待されています。

(山内 博・画像:富士通研究所)

富士通研究所、高電圧が可能なリン酸鉄系リチウム二次電池用正極材料を開発。コバルトフリーで、リチウム二次電池を低コスト化へ(http://clicccar.com/2017/06/10/479004/)

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