UACJは23日、東北大学との共同研究により、次世代リチウムイオン電池の社会実装に向けた新たなアルミ合金を開発したと発表した。同合金は、アルミ箔1枚で容量と寿命を両立できるもので、次世代モビリティやウェアラブルデバイス分野での活用が期待される。
一般的なリチウムイオン電池の負極材は、銅の箔の上に「黒鉛（グラファイト）」などの材料を塗って作られている。これに対し、負極材としてアルミ箔を用いると、電池の理論容量を約2.7倍に増やせることから、次世代電池の材料として注目を集めている。この技術が実現すると、製造工程や原料の削減ができ、製造コストや環境負荷の低減にもつながるが、従来の技術では、充放電を繰り返すうちにアルミ箔の劣化が進み寿命が短くなってしまうという課題があった。また、劣化を防ぐためにシリコンなどの添加金属を加えると、利用可能な容量が減ってしまうというトレードオフの問題もあった。。
今回開発したのは、微量のマンガンを加える独自技術の合金設計技術。アルミニウム中にマンガンを均一に溶け込ませた固溶体を作ると、充電時に、均一に分散したマンガンが電極内部の組織を自発的に微細化し、「リチウムの通り道」となる結晶粒界のネットワーク構造が緻密に形成されることを突き止めた。このことで、アルミニウムの形を崩さずに奥深くまでスムーズにリチウムを出し入れできるようになり、容量と寿命を両立させることができるようになった。
今後は、東北大学の基礎的な材料設計技術と、UACJの高度なアルミ製造技術を生かし、産学連携で、本技術の早期社会実装に向けた開発を本格化させていく方針だ。
（IRuniverse K.Kuribara）
