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リチウムイオン電池の容量を3倍に…住友電工、アルミニウム多孔体を開発

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リチウムイオン電池の正極集電体に「アルミセルメット（写真）」を使用することで容量を最大3倍にできるという。
  • リチウムイオン電池の正極集電体に「アルミセルメット（写真）」を使用することで容量を最大3倍にできるという。
住友電気工業は、アルミニウム多孔体「アルミセルメット」を開発した。大阪製作所（大阪市此花区島屋）にミニラインを導入し、量産に向けて開発する。

セルメットは、ニッケルやニッケルクロム合金の金属多孔体で、その製造方法は、発泡樹脂に導電処理を行った後、ニッケルめっきを行い、その後、熱処理により発泡樹脂を除去する。特長は、金属不織布、発泡金属などの他の金属多孔体には無い大きな気孔率を持ち、三次元網目状の連通構造で目詰まりが無く、空孔が球状となっていること。また、切断やプレスなどにより、容易に様々な形状に加工することができる。

電池に使用する活物質の充填性・保持性、集電性が良いことから、最近では、ハイブリッド自動車用ニッケル水素電池の正極集電体に採用されている。

今回、ニッケルのセルメットと同様のプロセスにて、アルミニウム多孔体のアルミセルメットの開発に成功した。アルミセルメットは、セルメットの大きな気孔率という特長に加え、アルミニウムの比重がニッケルの約3分の1と軽量で、電気抵抗率もニッケルの半分以下で高い導電性を持つ。

また、耐食性にも優れ、セルメットが使用できなかったリチウムイオン二次電池など充放電電圧の高い二次電池や、キャパシタの集電体にも適用が可能になる。

現在、リチウムイオン二次電池の正極集電体にはアルミニウム箔が、負極集電体には銅箔が使用されているが、アルミニウム箔の代わりにアルミセルメットを適用した場合、アルミニウム箔に比べ単位面積あたりの正極活物質の量が増やせる。

同社の試算では、自動車に搭載される組電池にあてはめると、電池の容量は1.5～3倍になる。同じ容量を持つ電池を構成する場合、電池の体積を約3分の1～3分の2に低減できる。このため、太陽光などの自然エネルギーや、燃料電池で発電した電気を蓄えるための家庭用蓄電池などに使用する場合には、省スペース化が図れる。

一方、キャパシタの場合、現在、正負極両方の集電体にアルミニウム箔が使用されているがアルミセルメットを適用すれば、リチウムイオン電池と同様の高容量化・省スペース化の効果が見込める。

同社では今後、リチウムイオン電池やキャパシタ用の集電体などでの実用化に向けて量産化を目指す。
《編集部@レスポンス》

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