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[交流] 【其他】昭和电工面向EV的锂电池负极材料，碳微粒近似球状、循环使用寿命出色已有6人参与

昭和电工面向EV的锂电池负极材料，碳微粒近似球状、循环使用寿命出色
2009/08/14 00:00
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图1 石墨材料“SCMG” 利用自己公司的石墨制造炉对碳原料进行热处理，进行生产。(点击放大)

图2 石墨微粒（用扫描电子显微镜拍摄）将微粒制成近似球状的形状。球状的微粒通过电流的面积增加，且能够降低电阻。 (点击放大)　　昭和电工开发出了电动汽车（EV）用锂离子充电电池的石墨负极材料“SCMG”（Shape-Controlled-Micro-Graphite）（图1）。其特点是短时间内流过大电流的快速放电特性出色，并且能够延长反复使用的循环寿命。国内外多款EV已决定采用。
　　锂离子充电电池的负极材料一般使用非晶碳或石墨。昭和电工的SCMG选择了石墨。
　　昭和电工表示，SCMG之所以快速放电特性出色且延长了循环寿命，其原因就在于石墨的制造方法。首先，从含碳的多种材料（树脂、焦炭等）中选出最佳材料。其次，粉碎这些碳材料，做成近似球状的微粒。最后用炉燃烧，去除氢和氧，制成石墨。该公司指出，通过这三步面向EV的处理，才开发出了高性能的石墨负极材料。
　　电池厂商将这种石墨掺入PVDF（聚偏氟乙烯）及SBR（丁苯橡胶）等溶液中。然后将这种溶液涂在锂离子充电电池的负极铜上。
　　为使SCMG通过大电流，将石墨微粒的形状尽量制成近似球状的形状（图2）。制成球状，可增大电流通过微粒的面积。并且通过使微粒表面具有若干凹凸，增大了表面积，从而能使大量电流流过。锂离子电池达到一定电压以下，电流就不能通过了。由于SCMG能够通过大电流，因此锂离子电池的电压得以长时间保持稳定。
　　将石墨微粒制成近似球状的形状还有利于延长充放电的循环寿命。锂离子出入负极时，负极材料的微粒不断膨张和收缩。通过增大单位微粒通过电流的面积，防止对特定微粒的结晶造成负荷。负极石墨的结晶结构难以破坏，因此能延长循环寿命。
　　该公司公布了采用SCMG负极材料评估锂离子充电电池特性的实验数据。快速放电特性方面，即使流过4C的大电流，电压也保持稳定，之后缓慢降低。循环2000次的容量维持率约为90％（充放电为3C时）。
　　昭和电工指出自己公司比其他竞争对手的优势在于公司内拥有石墨制造炉。该公司为促进EV的普及，到2012年将向石墨制造炉总共投资约20亿日元。另外，计划到2012年将SCMG的生产能力提高到现在的3倍，达到3000吨/年。（记者：小川计介）
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