高出力リチウムイオン電池用 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料の 粒径と中空度が電池特性に及ぼす影響

摘要

近年、環境問題への関心の高まりからリチウムイオン電池（LIB）を搭載する電動自動車の普及が加 速している。その中でもハイブリッド車（HEV）は充電が不要で、新たなインフラを必要としないことから 既に世界的に広く普及している。HEV に使用される電池は、小型かつ高い入出力特性が必要とされるため、 電池に使用する活物質にも高い入出力特性が求められる。正極活物質の出力向上を目的とした取り組みは数 多く存在するが、その一つである活物質粒子の構造改良（小粒径化や中空化）は既に量産 HEV にも採用され ている[1,2]。中空化した活物質は、Fig.1 のように外殻に貫通孔を持たせることによって空洞部を電気化学反 応場や液中 Li 拡散経路として利用できるばかりでなく、固体内 Li 拡散距離を低減できるため、出力が向上 すると報告されている。しかし、これまで小粒径化と中空化の効果を定量的に比較した報告は見られない。 本研究では、粒径と中空度の異なる LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM)を系統的に合成し、その効果を比較·評価した。