客观日本

艾迪科确认“锂硫电池”用正极材料可充放电1万次

2022年02月14日 电子电气

日本艾迪科公司(ADEKA)证实,作为新一代电池备受期待的轻量“锂硫电池”用正极材料即使反复充放电1万次也不易劣化。艾迪科通过将该电极用于小型锂离子电池的实验中证实了其性能。今后还将利用锂硫电池调查性能。该公司计划2030年以后开始销售电极材料,将与电池厂商合作推进研发。

title

艾迪科正在研发锂硫电池用正极材料“SPAN”(图片由艾迪科公司提供)

为实现脱碳社会,业界面向电动汽车(EV)等积极研发了能量容量比目前的锂离子电池更大、价格更便宜的电池。锂硫电池也是候选之一,这种电池正极通常使用硫和碳的混合物,负极使用锂。由于不使用昂贵的镍和钴,可以降低其成本。但还存在反复充放电后电池容量会急剧下降的课题等。

作为锂硫电池等的电极材料,艾迪科计划使用由高分子和硫制成的“硫化聚丙烯腈(SPAN)”。此次以SPAN为正极材料,以石墨为负极材料,试制了小型锂离子电池“单元”。

在实验中反复充放电1万次后仍维持了约90%的电池容量。虽然每公斤的能量密度较小,但按每天充放电一次计算,可以连续使用约10年。实现了与锂离子电池使用的高耐久性电极相同或更高的性能。

title

正极使用SPAN、负极使用石墨的电池反复充放电1万次后仍保持了近90%的容量(图片由艾迪科提供)

驱动EV等需要使用电池组。今后将在推进大型化的同时确保电池寿命。

以往的锂硫电池充放电时形成的锂硫化合物会溶解到电解液中。电池厂商等试制的锂硫电池大多在充放电几十次后就会劣化。硫的含量越多,初始电池容量越大,但硫溶出或者与电解液发生反应的概率会升高,导致电池劣化。

SPAN是产业技术综合研究所等开发的。以往的锂硫电池使用的物质,硫含量为50~70%,而SPAN只有约40~50%。通过使硫和碳发生化学反应改变其性质,预防了溶出。即使初始电池容量较小,也能反复使用。

之前制造SPAN时存在会产生有毒硫化氢的课题,但艾迪科利用在化学品制造方面培养的技术等解决了这个课题。2018年开始制造SPAN,目前每月可以生产10公斤。该公司的专题负责人搅上健二充满期待地表示:“目前能以公斤为单位提供样品,可以促进企业和大学的研发。”为实现商业化,我们计划将生产规模扩大至每年数千吨。

日文:北川舞、《日经产业新闻》,2022/01/26
中文:JST客观日本编辑部