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 ADEKAは電池技術の学会「第63回電池討論会」(2022年11月8~10日)で、「世界最長寿命」と「世界最軽量」の2種類のリチウム硫黄(Li-S)系2次電池の開発について講演した(図1)。

図1 ADEKAは2つの世界最高の電池を開発
図1 ADEKAは2つの世界最高の電池を開発
ADEKAが第63回電池討論会で発表した2つのLi-S電池(またはLi-SPAN電池)セル(写真)。一方は「Li-S電池として5000サイクル以上という世界最長」(ADEKA)の充放電サイクル寿命を実現。もう一方は、「重量エネルギー密度が708Wh/kgで、2次電池として世界最軽量」(同社)だという。さらに、それらの中間ともいえる重量エネルギー密度が450Wh/kgのLi-SPANセルは200サイクル以上回り、しかもクギ刺し試験でもセ氏40度未満の温度を維持して発火しなかった(写真:ADEKA、図:日経クロステック)
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 具体的には重量エネルギー密度は100Wh/kgと低いものの、充放電サイクル寿命が5000サイクル以上と非常に長いセル、そして重量エネルギー密度が708Wh/kg(サイクル特性は計測中)と、2次電池としては非常に高いセルの2種類である。

 これらのLi-S系2次電池はいずれも、正極活物質として「硫黄(S)変性ポリアクリロニトリル(SPAN)」という、Sを含む有機分子の重合体を利用するため、「Li-SPAN電池」とも呼ぶ。SPANは2009年に産業技術総合研究所と豊田自動織機が製造方法を確立した硫黄系繊維材料で、2018年からADEKAがサンプル出荷を始めた。

 SPANの正極活物質としての特徴は充放電サイクルに対する高い安定性だ。一方で、当初はSの含有量が低く、エネルギー密度を思うように高められなかった。2021年にADEKAは、それまでのSの含有量が38重量%の製品(38重量%品)に加えて、理論限界に近い同48重量%品を開発。それを用いて、容量が3Ah、重量エネルギー密度が500Wh/kgのLi-SPANセルを試作した。ただし、充放電サイクル寿命は明らかにしていなかった。