研究開発された技術紹介

電池の容量と寿命に対する課題を解決するため、超薄片化黒鉛を使ったプライマーコート箔や、同じく超薄片化黒鉛を用いた導電ペーストを開発することで、界面抵抗・体積抵抗を低減し、電池の容量アップを図る。またペーストに特殊セラミックスを添加することで、活物質中のNi比率を増やした場合のアルカリ成分発生を抑制し、寿命の向上をアップさせる。

超薄片化黒鉛の量産化に成功した。その超薄片化黒鉛を用いたプライマーコート箔と同じく超薄片化黒鉛を用いた導電ペーストと特殊セラミックを電池材料として用いることで、5Cレートの条件において容量が30%向上し、電池寿命の向上も確認できた。

■超薄片化黒鉛の作製
-層状構造をなしている厚み1㎛以上の一般黒鉛を安定して厚み20nm以下の超薄片化黒鉛の量産化に成功。
-超薄片化黒鉛を塗料化し、基材との界面抵抗、体積抵抗を50%以上低減。

■導電ペーストの開発
-導電材として超薄片化黒鉛とカーボンブラックを用い、作成したコインセル電池でサイクル評価を行い、下記の結果が得られた。
　1Cレート評価：初期放電181mAh/g ⇒ 20サイクル後が180mAh/g
　5Cレート評価：初期放電150mAh/g ⇒ 20サイクル後が148mAh/g
(1Cは1時間で充電完了する電流値で、5Cは1/5時間で充電完了する電流値で定電流充電した時の結果を指す)

・PF682-PCT　特願2019-216248に基づく新規PCT国際出願として中国、米国、韓国、日本に対して下記の国際特許を出願。
発明の名称：リチウムイオン電池の電極用導電剤、電極用組成物及び電極
出願番号：PCT/JP2020/044226
出願日：令和2年【2020年】11月27日

-EV/PHV用途など、高容量・長寿命なリチウムイオン電池の製造において、電極用導電ペーストに利用される。
-黒鉛の厚みが薄くなっているので、導電材として使用する場合、添加部数を減らすことが出来るので、活物質量を増やすことが出来る。

現状の生産能力は数トン/月にて事業化展開を行っている。

超薄片化黒鉛を用いた導電ペーストを川下企業で現行品と比較評価を行ったところ、寿命とレート特性が共に向上し、特にレート特性の向上が確認できた。

数十トン/月の生産量にて導電ペーストを量産化していく予定である。現状の生産能力は数トン/月であるため、製造装置のスケールアップまたは複数台化を検討している。

-拡販を進めていく過程で、川下企業で製造した製品とは活材の粒径・比表面積・部数等の違いが原因で性能に差異が生じたため、企業が用いる材料にあった最適配合を見つけていく必要があることが分かった。
-スケールアップを進めるにあたり、更なる水分低減が必要であり、ドライブースを検討。