ORLIB株式会社、プレリチウム化シリコン負極を用いた次世代電池技術の特許が、日本に続き米国・欧州で公開

レアメタル不要・低コスト・高エネルギーを実現するLFP/Si系電池が実用段階へ

新世代二次電池*1を開発するORLIB株式会社（本社：東京都文京区、代表取締役：佐藤正春）が出願した「プレリチウム化シリコン負極」を用いた次世代電池の特許が、日本に続き米国・欧州でも公開されました。本特許は日本ではすでに成立しており、レアメタルを使用しないリン酸鉄（LFP）電池のエネルギー密度を最新の高エネルギー電池並みに向上できる点が特徴です。

■ 技術のポイント：不可逆容量ゼロ化でLFP電池を高エネルギー化

ORLIBのコア技術である「プレリチウム化技術*2」は、負極の不可逆容量を完全に除去する独自の加圧電気化学プロセスです。この技術を高容量シリコン負極に適用することで、以下の効果が得られます。

・ エネルギー密度を1.5倍以上に向上

・ A/C比（負極/正極容量比）を高めても正極リチウムが不足しない

・ 出力・サイクル寿命が大幅に改善

・ レアメタル不要で低コスト化が可能

従来の負極では不可逆容量のためA/C比は1付近が選ばれていましたが、不可逆容量ゼロ化によりA/C比を2～4へ拡大しても正極容量がそのまま発現します。

■ 特許の対象：LFP×プレリチウム化シリコン（A/C比1.5以上）

今回公開された特許は、実用化が近い以下の構成に特化しています。

・正極：リン酸鉄（LFP）

・負極：プレリチウム化シリコン系活物質

・A/C比：1.5以上

この組み合わせにより、低コスト・高安全性のLFP電池を高エネルギー化できるため、EV・電力貯蔵用途で大きな効果が期待されます。

■ サイクル寿命の大幅改善（図参照）

LFP×プレリチウム化シリコンはA/C比を高めることで充放電サイクル寿命が大きく向上します。

・A/C＝２ ⇒500～800サイクル

・A/C＝４ ⇒2000～3000サイクル　（放電容量が初期値の80％に低下するまで）

さらに、負極容量が大きいためリチウム析出（デンドライト）発生の可能性が大幅に低減し、安全性も向上します。

プレリチウム化シリコン電池のA/C比と充放電サイクル寿命

■ 社会的意義：低コスト・高性能・安全性の三立

シリコンは黒鉛より材料コストが低く、LFP/プレリチウム化シリコン電池は従来のLFP電池より低コストで、コバルト系電池に匹敵するエネルギー密度を実現できます。

この技術は、

・ EV普及

・再生可能エネルギーの導入拡大

・世界的な資源問題の緩和

に貢献するものとして、世界の主要市場に特許を出願しています。中国でも近日公開予定です。

■ 特許情報

・日本：特許第7792739号

・米国：US 2026/0171409 A1

・欧州：EP 4734295 A1

【会社概要】

ORLIB株式会社

設立：2020年5月15日

本社所在地：東京都文京区本郷5-24-1

代表取締役：佐藤正春

事業内容：持続的で豊かな社会を支える高エネルギー二次電池の開発、製品化

ウエブサイト：https://www.orlib.co.jp/

*1 新世代二次電池： リチウムイオン電池の次を狙う次世代二次電池として、ここでは全固体電池、改良型リチウムイオン電池、フッ化物電池などの総称として使用。

*2 プレリチウム化技術： 二次電池の電極を組み立て前にリチウムと反応させる技術。様々な方法があり、サイクル寿命の改善や内部抵抗の低減などの効果が認められているが、制御が難しく時間がかかるという課題があった。ORLIBのプレリチウム化技術は加圧下で電気化学的に行うことが特徴で、短時間に均一なプレリチウム化を行うことができ、特に他の方法では難しい不可逆容量をなくすことができる点で優れている。