NEC開發高電壓、壽命長的次世代錳系鋰離子充電電池

2020-12-15 電子發燒友

NEC開發高電壓、壽命長的次世代錳系鋰離子充電電池

秩名 發表於 2012-10-25 09:10:07

　　NEC日前開發了一款全新錳系鋰離子充電電池，其電池包含了可產生高電壓的正極材料、以及在產生高電壓的同時提升其穩定性的電解液。藉由此充電電池的研發，未來將能延長電動車的續航距離、並減輕電池重量，突破現行電動車難以克服的兩大瓶頸。

　　NEC目前使用蘊藏量豐富、低價的錳元素作為正極材料，開發、生產鋰離子充電電池，並使用於電動車及家用大容量蓄電設備中。然而，如何提升其能源密度仍是目前亟待克服的議題。為此，NEC致力於開發可產生高電壓電力的電池、以及可控制正極表面於高電壓生成時所產生氧化分解情形的電解液。

　　本次所開發的正極材料及電解液，不僅能夠維持電池的安定性，更可提升30％的能源密度，達到電池大容量、輕量化的雙重目的。透過這項研發，未來將能滿足延長電動車續航距離、減輕蓄電系統重量、以及因電池模組數量的減少而使電池管理更加容易等多重益處。除此之外，本次開發的充電電池，更與現有4V鋰離子充電電池擁有相同的電池壽命。

　　本次開發的充電電池特點如下：

　　1. 開發高電壓、高安全性的正極材料 滿足電池的大容量、輕量化

　　NEC針對現行使用、充電時提供高度安全性的尖晶石構造錳系正極材料，將其部份材料置換成鎳金屬材質，以促進高電壓的生成。透過該正極材料與黑鉛材質的負極材料，可使平均工作電壓由現有的3.8V大幅提升至4.5V，能量密度亦由現有的150Wh/kg提升至200Wh/kg。換句話說，相同重量的電池，可擴充30％的蓄電容量；而同樣的蓄電容量中，能夠減輕30％的電池重量。

　　2. 開發新型電解液 實現高工作電壓、壽命長的電池

　　將電解液的溶劑自碳酸鹽改為耐氧化性高的氟素溶劑，以降低現行二次電池中正極材料與電解液介面的氧化分解情形。於室溫下（20℃）進行500次循環充放電測試後，蓄電容量為塬始容量之80%；而於高溫下（40℃）則是塬始容量的60％，並且與現行4V電池擁有相同等級的電池壽命。除此之外，透過降低電池模組內部氣體的產生，高溫下循環測試後的電池膨脹率，亦由現有的2倍以上大幅縮減10％，有效提升其實用性。

　　NEC將針對錳系鋰離子充電電池的容量、壽命、穩定性等進行持續性的研發改善，並將其成果貢獻至電動車及大型固定式蓄電裝置產品中，協助人類邁向更便利的科技智慧生活。

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