【環　境】日立金属　リチウムイオン電池向けにＧＨＧ排出量削減に貢献する技術を開発

日立金属は正極材でのコバルト（Ｃｏ）使用量を削減しても、リチウムイオン電池（ＬＩＢ）の長寿命化、高容量化を両立できる技術を開発した。この開発によりＣｏ原料由来の温室効果ガス（ＧＨＧ）の排出量削減が可能となる。また正極材原材料の選択肢を増加させる製造技術も新たに開発した。日立金属はこれらの開発技術を、環境負荷を低減するソリューションとして、ＬＩＢ業界に展開していく。

ＬＩＢはエネルギー密度が高く、小型軽量化が可能な特長があるため、携帯機器をはじめハイブリッド自動車や電気自動車など幅広い分野で使われており、今後は特に電気自動車向けの需要が急速に拡大することが見込まれている。

電気自動車が広く普及していくためには、航続距離と総走行距離を延伸することが重要で、その鍵となるのが、ＬＩＢの高容量化と長寿命化を両立する正極材である。車載向けのＬＩＢには、正極材として高容量かつ長寿命を実現できる三元系層状材料を用いるのが一般的だった。また高容量化のため、主要元素であるニッケル（Ｎｉ）の含有比率を高め、挿入脱離できるリチウムイオン量を増大させる手法もある。しかしＮｉの含有比率が高まることにより充放電サイクル耐性の低下を招き、電池寿命が低下する課題があった。さらに、正極材の主要成分として必要なＣｏは、貴重な資源との位置付けにあるだけではなく、Ｃｏ原料由来のＧＨＧ排出量が極めて多い点も、ＬＩＢ製造におけるＧＨＧ排出量を増加させる要因として課題となっている。

今回日立金属が開発したＬＩＢ用正極材技術は、粉末冶金技術を駆使した独自の固相反応法を用いて合成され、「組織制御による高容量化と長寿命化の両立」、「原材料の選択肢増加」の２点の特長が得られる。

組織制御技術により、充放電サイクルに伴う結晶構造の劣化を抑制することに成功し、８０％ほどが一般的であったＮｉの含有量を９０％まで高めて高容量化しても電池寿命を維持できるようになった。そして結晶構造を安定化させる特性を持ち、正極材に必要不可欠なＣｏの含有量を、同社従来品対比で８割削減することが可能となった。加えて正極材の製法として水溶性物質以外を使用できる固相反応法を用いることで、出発原料の選択肢が増加し、原材料由来のＧＨＧ排出量を削減することが可能である。

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