锂离子电池超离子导电性电解液PoC取得成功并迈向实际应用
~可同时提高低温输出和高温耐久性~
旭化成株式会社(总公司:东京都千代田区、法定代表人总经理:工藤幸四郎、下称“本公司”)此次在使用本公司研发的超离子导电性电解液(下称“本电解液”)的锂离子电池(下称“LIB”)的概念验证(下称“PoC”)※1中取得成功,望周知。
本电解液因溶剂中含有乙腈,因此拥有传统电解液难以实现的高离子导电性,凭借本公司原创的电解液配制技术※2和电极/电解液界面控制技术※3,一举攻克了当前LIB面临的两个课题,即同时“提高低温输出和高温耐久性”。上述技术使提高输出和快速充电等成为可能,通过减少电动汽车等搭载的电池数量或增加电极膜厚度,为提高电池容量和降低成本做贡献。
一般推荐在10~45℃左右的温度范围内使用LIB,但近年来,伴随电动汽车和电力储存系统的多样化以及世界各国对LIB需求的不断增长,低温和高温下的应用需求在增加。但是,低温下存在电池容量及输出下降、充电时间长的问题,而高温下存在电池加速老化、寿命缩短的问题。
本公司着眼于乙腈的高介电常数和稳定性,2010年起,本公司荣誉特别研究员吉野彰※4带领的吉野研究室启动了本电解液的研发。凭借原创的电解液配制技术和电极/电解液界面控制技术,开发出的电解液在低温下保持电池高性能的同时,高温下也拥有很强的耐久性※5。
本公司使用磷酸铁(LFP)系圆柱电池实施了面向实际应用的PoC,验证出电池在-40℃的极低温下也能实现高输出,并且在60℃的高温下也拥有高充放电循环耐久性。今后将加强与汽车制造商及LIB制造商的协作,目标是2025年实现实际应用。
本公司在与客户的共创中,从研发阶段到技术提供、咨询的整个过程,正在推动'“'技术价值业务开发”这一新举措,旨在创造收益。以此次PoC的成功为契机,通过将本电解液技术转让给广大LIB制造商,本公司将为提高LIB性能、降低成本和实现低碳社会持续做贡献。
- ※1 概念验证:验证新技术能否实现、预计将达成何种效果
- ※2 电解液配制技术:将拥有各种功能的电解液成分混合,发掘所需锂离子电池电解液功能的技术
- ※3 界面控制技术:为实现锂离子电池的反复充放电,通过在活性物质和电解液界面发生的电解液的电解反应,形成均匀的电子绝缘且锂离子导电的钝化膜的技术
- ※4 吉野彰研究相关网站
- ※5 参考论文:Moderately Concentrated Acetonitrile-containing Electrolytes with High Ionic Conductivity for Durability-oriented Lithium-Ion Batteries
旭化成株式会社
2024年6月7日