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旭化成、次世代蓄電デバイス リチウムイオンキャパシタの設計および製造技術のライセンス活動を本格開始

独自の新ドープ法により容量・入出力性能が向上、汎用的な部材・設備で安価で製造が可能に

2023年7月27日
旭化成株式会社

旭化成株式会社（本社：東京都千代田区、社長：工藤 幸四郎、以下「当社」）は、このたび、独自開発したリチウムプレドープ技術^※を基にしたリチウムイオンキャパシタ（以下「LiC」）の設計および製造技術のライセンス活動を本格的に開始したことをお知らせします。
独自の新ドープ法によりリチウムイオン電池（LiB）と同様の汎用部材および汎用設備で安価にLiCを製造できるようになり、さらに高容量で入出力特性が向上したLiCの設計・製造技術を実現しています。
本ライセンスには、当社のLiC技術に関わる知的財産だけでなく、設計やパイロット設備での製造技術といった技術ノウハウが含まれています。本技術のライセンスを通じ、国内外のお客さまにおけるLiCの開発期間の大幅な短縮や、現行設備を利用した安価なLiCの製造を支援します。

LiCのアプリケーション例

• ①電力貯蔵
  ・電力貯蔵システム
  ・UPS（無停電電源装置）、瞬低補償装置

• ②産業機械／輸送機
  ・建設機械
  ・無人搬送車/自動倉庫
  ・鉄道
  ・燃料電池フォークリフト
  ・自動車、バイク、自転車
  ・モビリティ急速充電器

• ③民生／公共機器／医療機器
  ・ハイブリッド照明
  ・X線一般撮影装置
  ・スマートメーター

蓄電池は、電動モビリティの普及や再生可能エネルギーの活用が進むことで、今後ますます需要が高まっていくことが予想されます。
蓄電池の一つであるLiCは、正極に電気二重層キャパシタ（EDLC）と同じ材料を、負極にはLiBと同じ材料を使用した次世代の蓄電デバイスです。LiCは、LiBに比べ入出力特性が高いことから瞬間的なパワーが必要な用途に向き、高速での充電が可能です。また、長いサイクル寿命や高い安全性といった特長も持っており、今後は停車駅ごとに充電を行う架線レスの路面電車やバスなどのモビリティ用途での展開が期待されます。
また、近年需要が高まっている太陽光や風力発電などの再生可能エネルギーを利用したエネルギー貯蔵システム（ESS）などにおいては、LiBとLiCを併用することで、LiBにおける充放電の負荷を減らすことができ、LiBの寿命を延ばすことが可能です。その結果、システムの主要部材であるLiBの交換頻度や廃棄物の発生を減らすことができ、ランニングコストと環境負荷の両方を低減することが期待されています。

しかし従来のLiCでは、製造工程で必要となるリチウムのプレドープ工程において、「穿孔（せんこう）箔」や「金属リチウム箔」など高コストの部材が必要でした。また、水に触れると発火の危険性がある金属リチウム箔を安全に取り扱うための製造環境も必要で、コストと製造工程の両方において課題がありました。
当社は穿孔箔や金属リチウム箔など特定の部材を使用することなく、安価な「炭酸リチウム」をリチウムイオン供給源として用いることで、負極材料にリチウムをプレドープする独自技術（新ドープ法）の開発に成功しました。新ドープ法は、正極に炭酸リチウムを含有させ、この炭酸リチウムを初回充電時にほぼ100%分解することによりプレドープを行う技術で、LiBと同様の部材、類似の設備で製造できる上、従来のLiCよりも容量と入出力特性がそれぞれ1.3倍以上（当社従来品との比較）向上していることが特長です。

なお、当社はこれまでに本技術に関してライセンス活動を進めており、既に採用実績があります。
当社は、今後も本技術ライセンスの取り組みを通して、次世代蓄電デバイスであるLiCの新規採用や用途展開を支援し、持続可能な社会の実現に貢献してまいります。

• ※リチウムプレドープ技術：
  あらかじめ負極にリチウムイオンを吸蔵（ドープ）させておく技術。LiCでは負極にあらかじめリチウムイオンがドープされていることにより、負極電位が電解液電位より低く保たれ、通常のEDLCと比べて耐電圧が向上し、さらにキャパシタ自体の静電容量も向上するため、大きなエネルギー密度を得ることができる。

以上

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