世界初!SPANと樹脂箔を用いた軽量リチウム-硫黄二次電池の試作・実証に成功
2024年11月20日
ADEKAは、うるたま株式会社とともに世界で初めて※1当社で開発中の次世代二次電池向け正極材「SPAN」と樹脂箔から構成される正極を用いた軽量二次電池「軽量Li–SPAN/樹脂箔パウチセル」※2の試作に成功しました。さらに、試作品の充放電および安全性(釘刺し)試験において、重量エネルギー密度500Wh/kg以上と未発火を達成し、樹脂箔を用いたなかで世界最軽量※1かつ発火安全性に優れる二次電池の実証にも成功しました。本成果は、2024年11月20日-22日開催の「第65回電池討論会」にて発表を予定しております。
現在、クルマや飛行体、モバイル機器などに搭載されるリチウムイオン二次電池(以降、LIB)は、その重量や寿命、安全性が課題となっており、次世代二次電池の研究開発が進められています。
なかでも、リチウム-硫黄二次電池は、正極にレアメタルを使用せず、世の中にありふれた硫黄を使用することから、サステナブルで軽い電池として、その研究開発の動向が注視されています。
今回試作した「軽量Li–SPAN/樹脂箔パウチセル」は、重量エネルギー密度は最大で552Wh/kgに達し、現行LIBの値※3を大きく上回りました。さらに、満充電状態の試作セル(500Wh/kg級)に鉄釘を刺しても発煙・発火が起こらないことを実証しました。実証は、ソフトバンク株式会社、KISCO株式会社、国立研究開発法人産業技術総合研究所の協力を得て実施したものです。
本成果は、リチウム-硫黄二次電池の"軽い"という強みはそのままに、更なる"軽量化"と"安全性"、そして"実用性(プロセス性)"を兼ね備えた画期的な次世代二次電池の実用化に進展をもたらすものと考えており、ドローンやHAPS(成層圏通信プラットフォーム)、eVTOL(電動垂直離着陸機)等の飛行体分野への適用が期待されます。
ADEKAでは現在、次世代二次電池向け正極活物質「SPAN」(アデカアメランサ SAMシリーズ)の量産化を当社相馬工場(福島県相馬市)で進めており、世界に先駆けて、年間100kg以上の合成に成功しています。2026年度には年間数トンレベルへのスケールアップを目標としています。
今後も、SPANの製造とこれを用いた様々なセルの試作・実証・ご提案を通じて、リチウム-硫黄二次電池の実用化に貢献するとともに、電池材料分野の早期事業化を目指してまいります。


※1 当社調べ。
※2 当社命名:LiLiSPRing-model ADETAMA(Lightweight Li-SPAN/Resin Film Battery-ADEKA & URUTAMA)。
※3 重量エネルギー密度が大きいほど軽い電池であり、現行LIBの重量エネルギー密度は150-350Wh/kg(当社調べ)。開発されているリチウムー硫黄二次電池のなかでも552Wh/kgは世界トップクラス。
※4 引用(ソフトバンク株式会社):https://www.softbank.jp/corp/technology/research/story-event/061/
補足:ADEKAの「SPAN」について
当社は国立研究開発法人産業技術総合研究所および株式会社豊田自動織機が開発した製造方法をもとに、SPANの量産化検討を進めております。また、素材メーカーながらSPANを用いたリチウム-硫黄二次電池の試作と実証にも取り組み、SPANの素材がもつポテンシャルを広く訴求しています。
<これまで実証した一例>
軽量性と寿命の両立(500 Wh/kg-cell & >200サイクル)、Li–SPANパウチセルの新規設計(論文投稿中:https://www.researchsquare.com/article/rs-3215804/v1)、世界最高の重量エネルギー密度800Wh/kg(特殊プロセス)、ドローンの長時間飛行(現行LIBの1.8倍)、100℃で作動する軽量全固体電池(350Wh/kg)、など。
詳細は「ニュースリリース」(PDF)をご参照ください