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NEC开发出可使锰酸类锂离子充电电池寿命提高一倍以上的技术

时间:2011-12-09

NEC公司日前开发出了可使锰酸类锂离子充电电池寿命提高一倍以上的技术(注1)。据称,这种新开发的电池技术不仅可应用于家庭及大厦中,还可用于使电力系统实现更高耐久、更稳定化的大型蓄电系统中。

该技术是在构成电池的电解液中添加新开发的添加剂,并组合使用以往的锰酸类正极及碳负极的电极而实现的。
NEC使用这一技术,试制出了容量为3.7Ah的电池,并根据普通家庭的能源消耗模式(注2)进行了寿命预测。结果显示,可充电容量降至初期70%的年限可由原来的约5年延长到13年,降至初期50%的年限可由原来的约15年延长到33年,成功地使寿命延长一倍以上。

自从NEC使用廉价且储藏量丰富的锰正极开发出锂离子可充电电池,一直将其应用于便携设备、电动自行车等。但是,需要具备高耐久性的定置式蓄电池在使用以往的锰酸类锂离子充电电池时,会因为分解后的电解液溶媒附着在负极上形成皮膜,而且正极的锰也会渐渐溶出电解液,从而使电池的电阻升高,出现反复充放电后容量下降等问题。

虽然此前也尝试过在电解液中使用添加剂来提高耐久性,但效果并不太好。此次,NEC使用新开发的有机硫化合物作为添加剂,通过每次充放电在电极上形成坚固的保护膜,抑制溶媒的分解,从而解决了这一难题。据实验室基准的测评,电阻增加值降为原来的一半,周期寿命可达原来的1.5倍-3倍,抑制了因反复充放电而造成的容量减少。另外,NEC在耐久性评估实验中,实际验证了即使进行23500个周期的充放电,也可维持初期容量的83%。

此次开发的电池基础技术预定在日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)于2011年7月开始实施的项目“安全及低成本大规模蓄电系统技术开发”中利用。

NEC今后也将继续研究开发,争取普及能源密度高的电池技术。

(注1)与NEC之前产品的比较。

(注2)(社)日本建筑学会“住宅内能量消耗调查研究委员会”根据关东2003/10/01~2003/10/06期间各时刻电耗总量的平均值算出。

(注3)18650型圆筒电池、2320型硬币电池、三级式电池等、实验室基准的测评。    
保存实验与周期实验用18650圆筒电池进行。

(注4)用容量是3.7Ah电池实施。在25℃、45℃、55℃不同的周期实验(1小时充满电,1小时放完电)的容量维持率以及抵抗上升。通过同温度的保存实验(充电状态、SOC:60%)对容量、抵抗上升等进行综合测评。