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複合・新機能材料

リチウム二次電池向け材料「シリコン・カーボン複合負極材」の「充電によるシリコン膨張にともなう材料膨張」を解決

京都府

CONNEXXSYSTEMS株式会社

2022年1月28日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 充電にともなう材料の膨張を抑制したリチウムイオン電池向けシリコン系高容量負極材の実用化
基盤技術分野 複合・新機能材料
対象となる産業分野 医療・健康・介護、航空・宇宙、自動車、ロボット、農業、産業機械、情報通信、スマート家電、工作機械、光学機器
事業化状況 事業化に成功し継続的な取引が続いている
事業実施年度 平成25年度~平成27年度

プロジェクトの詳細

事業概要

CONNEXXSYSTEMS社が開発したリチウム二次電池向けシリコン系負極材は、現行負極材の3倍以上の高容量を有するが、充電に伴い材料が膨張するというシリコン系負極材特有の問題が残っており、電池設計が難しいため材料膨張を抑えたいという川下企業のニーズがある。本提案では、この負極材をさらに改良し、充放電に伴う材料の膨張を電極レベルで180%以内に抑制する革新負極材の開発を行う

開発した技術のポイント

「膨張抑制シリコン・カーボン複合負極材」の実現
(新技術)
負極材にシリコン・カーボン複合材を用いたリチウムイオン電池を開発する
(新技術の特徴)
より容量の大きな(持ちが良い)リチウムイオン電池の実現に繋がる

具体的な成果

・膨張抑制:新技術の開発により、負極材の膨張(電極厚み換算)を大幅<負極材のSEM画像>に抑制することに成功した
・次世代技術への対応:本事業で開発した負極材は、従来材料の3倍以上の容量を有し、かつ電極膨張を大きく抑制できるという先進性から、次世代リチウムイオン電池技術と組み合わせることにより、飛躍的な性能の向上が期待できる

研究開発成果の利用シーン

・膨張抑制シリコン・カーボン複合負極材
・上記負極材を用いた高性能リチウムイオン電池

実用化・事業化の状況

製品・サービスのPRポイント

・負極材を電極に塗工した際の電極厚み膨張率を従来品から3割以上低減
・負極材の電気容量:1200mAh/g
・現行の電極塗工ラインで、従来材料と同じように取り扱いが可能(生産設備の低コスト化)

今後の実用化・事業化の見通し

・事業分野としては、車載用途、小型情報機器への応用を想定し、量産プロセスの検討、およびサンプル提供を通したマーケティング活動を行う
・開発した負極材の表面構造は現行負極材とほぼ同一であり、現行グラファイトと全く同じハンドリングが可能で、電極工程装置も既存品を使うことができるため、SCCは電池メーカーが量産しやすい材料であるといえる

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 CONNEXXSYSTEMS株式会社
事業管理機関 公益財団法人京都高度技術研究所
研究等実施機関 地方独立行政法人京都市産業技術研究所

サポイン事業者 企業情報

企業名 CONNEXXSYSTEMS株式会社
事業内容 次世代型発蓄電システムの開発、製造、販売、企画設計、システム・インテグレーション
本社所在地 〒619-0238 京都府相楽郡精華町精華台7-5-1けいはんなオープンイノベーションセンター
ホームページ http://www.connexxxsys.com
連絡先窓口 経営支援本部 平下
メールアドレス info@connexxsys.com
電話番号 0774-66-6886