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ニッケル 系リチ ウムイオン 電 池 、ニッケル 系 、酸 化 ニッケル 酸リチ ウム
ニッケル系の欠点を補った
リチウムイオン電池
4-11
ニッケル酸リチウム電池の欠点を改善
ニッケル系(NCA系)リチウムイオン電池とは、負極活物質に黒鉛、
正極活物質にニッケル系(NCA 系)と呼ばれる「ニッケル・コバルト・
アルミニウム複合酸化リチウム」を用いた電池です。
コバルトフリーの正極材料が求められる中で、酸化ニッケル酸リチウム
(LiNiO
2
)を用いたニッケル酸リチウム電池が開発されました。この電池
は低コスト、大容量ですが、サイクル寿命が小さく、充電時の熱安定性が
悪いという欠点がありました。
これらの欠点を改善するために、ニッケルの一部をコバルトに置き換
え、さらに耐熱性を高めるためにアルミニウムを添加したのが、ニッケル
系と呼ばれる材料(LiNi
x
Co
y
Al
z
O
2
)です(図 4-21)。元素の割合によって
若干の性能の違いがありますが、ここで割合は
xyz
と示します。
ここでアルミニウムは、活物質としてリチウムイオンのインターカレー
ション反応に関与しないので、添加することで正極の容量は低下します
が、コバルトが補ってくれます。このようにニッケル系では、構成元素の
割合によって正極の性能が変わってくるので、最適な割合を見つけること
が重要となり、現在も研究が進められています。
走行距離重視の車に採用された理由
ニッケル系は層状岩塩構造ですが、元素の割合によって、安定性が高く
変形に強い構造が得られました。これを正極に用いたニッケル系リチウム ...