研究開発された技術紹介

電気自動車に利用されるリチウムイオン2次電池は、走行距離延長のための高容量化と寒冷地仕様のための耐低温性能が求められている。高容量化のために、SEI被膜の形成および被膜の耐酸化還元性の向上を実現する電解液を開発する。また、低温下でも2次電池性能を発揮させるために、電解液に導入する新たな添加剤の開発を行う。最適な電解液の製造プロセスを適用し、高容量、耐低温の電池を目指す

リチウムイオン二次電池の高容量化を実現するために、リチウムイオン二次電池に使われる高容量材料表面での酸化・還元を抑制し、電解液の分解を防止する必要がある
(新技術)
・溶媒系自身の分解を抑制する
・高耐酸化還元性SEI被膜を形成して溶媒と電極材料との接触を減らす
(新技術のポイント)
異種元素導入SEI被膜によるリチウムイオンの移動度を向上させる

・電解液中の環状カーボネートと鎖状カーボネートに対し特定量のフッ素化溶媒を加え、-20℃の低温環境下において、電解液のイオン伝導度が確保でき、電解液中の鎖状カーボネートの分解が抑えられ、実電池の低温出力も確認できた
・添加剤1、2は、電極材料表面へSEI被膜を形成し、高温寿命が従来添加剤と比べ大幅に改善した
・添加剤2、3、4は、低温環境下の容量出力率が大幅に改善された
・添加剤の構造改良及び電解液を作製する工程改良により量産化水準に達した

現在、本支援事業期間中に出願した特許が公開され、権利化に向け審査請求中。

・電気自動車用リチウムイオン二次電池
・高容量電極材料に対応する電解液
・低温環境に対応する電解液

東北大学関連ベンチャー企業I・D・Fにて寒冷地向けリチウムイオン二次電池を製造販売中している。本支援事業で開発した電解液が本電池に使用中

・溶媒の耐酸化還元性の向上
・高容量正負極材料表面へのSEI被膜形成
・SEI被膜の耐酸化還元性の向上
・電解液及びSEI被膜のイオン伝導度の向上

・サンプル出荷を通じ需要家各社の電極への合わせ作業を実施
・2021年前後の電気自動車及びプラグインハイブリッド型電動自動車への実用を目指す
・2020年前後に低温環境下での小規模無調温蓄電システムの実用化を目指す

電解液中添加剤の安定性向上に係わる研究開発を取込中