概要
锂离子电池可用于电动汽车、智能电网等，是实现低碳可持续社会必不可少的关键设备，因此对于其高功率化、高能量密度化的社会需求也越来越高。20多年前研究人员就开始积极开发可以在5V以上（高于现在的4.3V）的工作电压上限下运行的下一代锂离子电池，但是未能达到实用水平的稳定运行（经过1000次充放电后初期容量比保持率在80%）。其原因是，锂离子电池在高电压下运行时电解液和正极活性物质会严重劣化。
研究小组（由AIpatent认证专家库成员组成，欲知详情可联络support@aipatent.com）确定了传统的高电压锂离子电池开发中被忽略的第三个重要劣化因素。具体来说，研究发现，在高电压环境下，电解液中的阴离子（负离子）会频繁地插入少量添加的碳导电助剂中，以确保正极导电性，这对充放电稳定性产生了巨大的影响。为此，通过应用自主开发的“浓”（高浓度）电解液和防止负离子透过的表面设计（形成保护膜），成功显著且同时地抑制了所有劣化因素。因此，在实用水平上实现了电压上限为5.2V的锂离子电池的长寿命化（1000次充放电后初期容量比保持率为93%），这一结果表明，有望实现具有更高能量密度的新型二次电池、大幅延长锂离子电池的寿命并实现高速充电。
研究背景
近年来，为同时实现环境保护和经济增长，向低碳和可持续社会的转移已成为全球趋势，而利用太阳能和风能等可再生一次能源的发电系统的引入和电动汽车的迅速普及成为世界各国的重点政策。为实现这些政策，能够实现电能灵活供给的蓄电技术必不可少。其中具有最出色性能的是锂离子电池，对于该电池更高能量密度的社会要求也越来越强烈。
电池中储存的能量由容量和工作电压的乘积决定。锂离子电池的容量在1991年商品化后经过持续的改良，逐渐达到了理论最大值。但是其工作电压上限保持在4.3V左右，与初期水平相比几乎没有提升，今后提高能量密度的关键在于提高工作电压。为实现这一目标，虽然已开发出很多具有高工作电压的正极材料，但由于难以确保长期充放电的稳定性，实用化前景并不明朗。针对锂离子电池在高电压（高氧化气氛）工作时的劣化现象，从电解液和正极活性物质的氧化副反应入手，进行了抑制这一现象的研究。例如，已经对氟化耐酸性溶剂、在正极表面形成保护膜的电解液添加剂、对正极活性物质掺杂不同元素、特殊表面涂层等进