次世代電池の心臓部を支える革新技術

充電容量とサイクル寿命の飛躍的な向上を実現するシリコン系リチウムイオン二次電池用負極材料。最新のエッチング技術とドーピング手法を駆使し、高性能で持続可能なエネルギーソリューションを提供します。

特許内容の解説

この特許は、充電容量が大きく、サイクル特性が良好なシリコン系のリチウムイオン二次電池用負極材料に関するものです。リチウムイオン電池の負極にシリコンを使用することは高い理論容量を持つため有望視されていますが、シリコンは充放電時の膨張収縮による劣化が課題となっていました。本発明では、表面に複数の孔を有するシリコン微粒子を用い、そのシリコン微粒子に第13属または第15属元素をドーパントとして含むことで、これらの課題を克服しています。

具体的には、シリコン微粒子をフッ化水素酸及び遷移金属イオンを含む溶液に浸漬する第一エッチング工程、続いて酸化剤を添加して混合する第二エッチング工程、さらに酸処理によって遷移金属粒子を除去する工程を経て、最終的にドーピング工程により微粒子にドーパントを含ませるという一連のプロセスで調製されます。この方法により、シリコンの膨張収縮問題を抑制し、電池の寿命と性能を向上させることができます。

この技術は、リチウムイオン電池の性能を向上させるための重要なステップであり、特にエネルギー密度の向上とサイクル寿命の延長に大きく寄与することが期待されています。