次世代リチウムイオンバッテリーにおいてシリコン系活物質の密着性や導電性を改善する「三次元不織布集電体」を開発

I-PEX株式会社（本社：京都府京都市、代表取締役社長執行役員：小西 玲仁、以下 I-PEX）は、次世代のリチウムイオンバッテリーにおいて、シリコン系活物質の密着性や導電性を改善することでバッテリーの性能向上に貢献する集電体「三次元不織布集電体」を開発中です。

本技術の実物サンプルおよび技術解説資料を、2025年11月18日（火）から20日（木）に愛知県・ウインクあいちで開催される「第66回電池討論会　併設展示会」の I-PEX ブース（6F No.15）で展示します。

昨今、次世代リチウムイオンバッテリーの開発においてバッテリーの容量を増加させるために、黒鉛系活物質と比較して10倍以上の理論容量を持つシリコン系活物質の活用が期待されています。しかし、シリコン系活物質は放充電によって約4倍の体積変化が生じることから、一般的に負極集電体として使用される銅箔ではバッテリーの充放電を繰り返した際に活物質が膨張収縮することで集電体から剥離するという課題があり、シリコン系活物質の活用が進んでいないのが実状です。

I-PEXは本課題を解決する手段として、コネクタ事業におけるコネクタ一貫生産で培った表面処理技術やノウハウを活用することで、不織布に負極向けの銅や正極向けのアルミニウムによる表面処理を施した立体的な表面構造や空隙をもつ「三次元不織布集電体」を開発しました。

「三次元不織布集電体」は、次世代のリチウムイオンバッテリーにおける、シリコン系活物質の密着性や導電性などの課題を改善し、バッテリーの性能向上に貢献することを想定しています。

本試験では、不織布に銅めっきを施した「三次元不織布集電体」を用いて、65％以上のシリコンを含有させた負極タイプのリチウムイオンバッテリーを試作し、充放電を300サイクル行った際の性能比較を実施しました。リファレンスの銅箔との比較において、「三次元不織布集電体」ではメタライズされた不織布繊維の内部が活物質をホールドすることにより、サイクル性が向上することを確認できました。また、溶剤系バインダーとの相性も良好であることが確認できています。

2025年11月18日（火）から20日（木）にウインクあいちで開催される「第66回電池討論会　併設展示会」にて、「三次元不織布集電体」を展示します。

I-PEXは電気自動車の使用済みリチウムイオンバッテリーをリユースした蓄電池システムシリーズ「RENERATH（リネラス）」を展開。リユースバッテリーとIoT技術を組み合わせ、持続可能で安心・安全な蓄電池によるエネルギー供給を目指しています。「三次元不織布集電体」はエネルギーソリューションにおける新たな取り組みとして、次世代のリチウムイオンバッテリーに向けた開発を進めています。

I-PEXは、グローバル市場で閃きや驚きという価値を提供する「ものづくりソリューションエキスパート」を意味します。1963年、精密金型メーカーの「第一精工」として誕生。以来、数々の世界初や独自の製品、ソリューションを産み出してきました。現在は「コネクタ」「製造受託（自動車部品及びエレクトロニクス機構部品）」「金型・設備」「MEMSファウンドリ」「エネルギーソリューション」の5つの事業分野を展開。「最・尖端を、世界へ」拡げることで、次代を切り拓く世界のあらゆるお客様とともに、デジタル社会の心躍る価値創造に貢献します。