NEC開發出可使錳酸類鋰離子充電電池壽命提高一倍以上的技術

時間：2011-12-09

NEC公司日前開發出了可使錳酸類鋰離子充電電池壽命提高一倍以上的技術（注1）。據稱，這種新開發的電池技術不僅可應用于家庭及大廈中，還可用于使電力系統實現更高耐久、更穩定化的大型蓄電系統中。

該技術是在構成電池的電解液中添加新開發的添加劑，并組合使用以往的錳酸類正極及碳負極的電極而實現的。
NEC使用這一技術，試制出了容量為3.7Ah的電池，并根據普通家庭的能源消耗模式（注2）進行了壽命預測。結果顯示，可充電容量降至初期70％的年限可由原來的約5年延長到13年，降至初期50％的年限可由原來的約15年延長到33年，成功地使壽命延長一倍以上。

自從NEC使用廉價且儲藏量豐富的錳正極開發出鋰離子可充電電池，一直將其應用于便攜設備、電動自行車等。但是，需要具備高耐久性的定置式蓄電池在使用以往的錳酸類鋰離子充電電池時，會因為分解后的電解液溶媒附著在負極上形成皮膜，而且正極的錳也會漸漸溶出電解液，從而使電池的電阻升高，出現反復充放電后容量下降等問題。

雖然此前也嘗試過在電解液中使用添加劑來提高耐久性，但效果并不太好。此次，NEC使用新開發的有機硫化合物作為添加劑，通過每次充放電在電極上形成堅固的保護膜，抑制溶媒的分解，從而解決了這一難題。據實驗室基準的測評，電阻增加值降為原來的一半，周期壽命可達原來的1.5倍-3倍，抑制了因反復充放電而造成的容量減少。另外，NEC在耐久性評估實驗中，實際驗證了即使進行23500個周期的充放電，也可維持初期容量的83％。

此次開發的電池基礎技術預定在日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）于2011年7月開始實施的項目“安全及低成本大規模蓄電系統技術開發”中利用。

NEC今后也將繼續研究開發，爭取普及能源密度高的電池技術。

（注1）與NEC之前產品的比較。

（注2）(社)日本建筑學會“住宅內能量消耗調查研究委員會”根據關東2003/10/01～2003/10/06期間各時刻電耗總量的平均值算出。

（注3）18650型圓筒電池、2320型硬幣電池、三級式電池等、實驗室基準的測評。　　　　
保存實驗與周期實驗用18650圓筒電池進行。

（注4）用容量是3.7Ah電池實施。在25℃、45℃、55℃不同的周期實驗（1小時充滿電，1小時放完電）的容量維持率以及抵抗上升。通過同溫度的保存實驗（充電狀態、SOC:60％）對容量、抵抗上升等進行綜合測評。

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