成果報告書詳細
管理番号20110000000679
タイトル*平成22年度中間年報 次世代自動車用高性能蓄電システム技術開発 要素技術開発 高耐久形高容量・高出力リチウム二次電池の研究開発
公開日2012/4/6
報告書年度2010 - 2010
委託先名パナソニック株式会社
プロジェクト番号P07001
部署名スマートコミュニティ部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1. 研究開発の内容及び成果等 委託研究の内容 次世代クリーンエネルギー自動車の普及に向けて、キーテクノロジーであるリチウム二次電池の高エネルギー密度化、高出力密度化、耐久性の向上、低コスト化についての技術開発を行うことを目的とする。平成19から21年度は要素技術開発を中心に基本仕様を確立し、単電池の原型開発を行う。平成21年度、平成22年度には単電池の高性能化と並行してモジュール電池の開発を行い、最終年度の平成23年度には開発目標への実証検証を行う。
平成22年度の成果 (1)単電池の開発 本年度の研究開発は、平成19年度から21年度までに開発した高容量ニッケル酸リチウム(Ni-Co-Al 系)正極活物質と高入出力黒鉛系負極活物質とを用い、エネルギー密度と入出力特性のバランス、信頼性と安全性の改良に関する電池設計を検討した。また、単電池の機構設計を見直し、防爆弁の形状、位置、集電体の形状等についての再設計を検討し、11Ah 級単電池を開発した(図1)。また、導入した電池特性評価装置により開発した単電池の特性確認を行った(図2)。
表1に基本計画の開発目標、平成22年度の開発自主目標と本年度開発した単電池の重量エネルギー密度等の実績値および達成度を示す。単電池のエネルギー密度、出力密度、エネルギー変換効率の全てにおいて、平成22年度の自主目標を達成した。
英文要約Title: Development of High-performance Battery System for Next Generation Vehicles/ R&D of Long Life, High Capacity and High Power Lithium Secondary Batteries. (FY2007 to FY2011) FY2010 Annual Report
(1) Development of a high performance cell
A cell has been developed using improved Li-Ni-Co-Al complex oxide as positive active material and improved graphite as negative active material. 11 Ah class prismatic cell showed energy density of 138 Wh/kg and 273 Wh/L, power density of 3,904 W/kg and 7,703 W/L and energy conversion efficiency of 96%, which resulted in achievement of our internal target for FY2010.
A capacity deterioration mechanism in developed cell was analyzed by ICP(Inductively Coupled Plasma) analysis, NMR(Solid-State Nuclear Magnetic Resonance), XRD(X-ray diffraction) analysis, XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy), and other methods using small size model cells. As a result, the irreversible amount of lithium in negative electrodes was consistent with lost capacity of cells and shortage amount of lithium in positive electrodes. The deterioration mechanism in positive active material was investigated more detail, and the evaluation method of cell life was studied.
(2) Development of a module cell
A module cell has been developed using developed 11 Ah class prismatic cells. 0.4 kWh class module showed energy density of 100 Wh/kg and 124 Wh/L, power density of 2,842 W/kg and 3,515 W/L and energy conversion efficiency of 96%, which resulted in achievement of our internal target for FY2010, except weight power density (Wh/kg).
In addition, the battery management system for developed module cell was designed and evaluated by several reliability tests.
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