リチウムマンガンスピネル

• プレス・リリース　リチウムイオン二次電池の低コスト化実現に道を拓く

正極材料として資源量が豊富であり（世界のマンガン埋蔵量：約68,000万トン）、約4.0Vの放電電圧を有することから、コバルト酸リチウムに代わる正極材料として注目された。しかしながら、容量が100-120mAh/gと小さく、また60℃での充放電において、マンガンイオンが電解液中に溶け出し、さらに炭素負極上に析出することで、特性が著しく劣化することが問題であった。

• 二次電池の技術展開

二酸化マンガンは、従前からリチウム一次電池の正極として用いられており、リチウムイオンを吸蔵する特性は周知であったが、吸蔵放出反応の可逆性が十分ではなかった。1982年に出願されたスピネル化合物を用いた正極（特公平4-30146：サウス アフリカンインベンションズ（南アフリカ））の提案は、サイクル特性を有するリチウム・マンガン複合酸化物もカバーしており基本的な特許である。

その後、90年代に提案された、サイクル寿命を伸ばすための改善技術は、次の３種に分けられる。すなわち、スピネル構造のLiMn2O4に第三元素を含有させるもの（特開平4-233161：バルタ バッテリー（ドイツ）、特開平7-254403：ソニー）、典型的なスピネル構造ではないもの（特表平8-509098：ベル コミュニケーションズ リサーチ（米国）、特開平9-171817：ゼネラル モーターズ（米国）、特開平11-102701：三洋電機）、および、スピネル構造のLiMn2O4に他の結晶構造の酸化マンガンを混合するもの（特公平7-66833：日本電池、特開平7-73882：ハイパル、特開平8-7883：ソニー）である。

最近に至っても、このような出願が継続してなされており、マンガンは極めて安価であることから、今後も活発な実用化技術開発が続くものと思われる。