Key Visual for raw material solutions from IPG for LFP cathode active materials.

LFP(リン酸鉄リチウムイオン)バッテリー材料



リン酸鉄リチウムイオン(LFP)バッテリーは、主に電気自動車や定置型蓄電池などに使用されるリチウム電池の一種です。従来の三元系リチウムイオン電池を代替するリチウム技術として、近年、注目が高まっています。ランクセスは、LFPバッテリーの正極材である正極活物質の製造に使用される酸化鉄およびリン酸鉄原料を提供しています。 

LFP(リン酸鉄リチウムイオン)バッテリー材料

LFPバッテリーについて:

 リン酸鉄リチウムイオン(LFP)バッテリーは、主に電気自動車や定置型蓄電池及びシステムに使用されるリチウム電池の一種です。従来のリチウムイオンバッテリーとは異なり、三元系といわれるニッケル、マンガン、コバルト(NMC)またはニッケル、コバルト、アルミニウム(NCA)などの希少な貴金属を正極材として使用しないため、従来のリチウムイオン電池を代替するリチウム技術として、近年、注目が高まっています。

 LFP(リン酸鉄リチウムイオン)を正極材に用いた自動車用バッテリーは、近年、世界的に増加傾向にあります。自動車メーカー各社は、量産車モデルへの搭載を加速させています。最近の市場調査では、LFP正極材を搭載した電気自動車は、2030年までに欧米市場で20~30%のシェアを占めると予測するものもあります。

LFPバッテリーが世界的に普及してきた背景には、いくつかの理由があります。ニッケル、マンガン、コバルト(NMC)やニッケル、コバルト、アルミニウム(NCA)を正極材とする従来のリチウムイオン技術と比較して、LFPバッテリーは原材料および製造コストの面で大幅に安価です。セル製造のために高価で希少な重金属を使用する必要がなく、車両コストの低減にもつながっています。それは、セル製造におけるコストの高騰要因のうち、正極材が60%以上を占めているからです。

LFPバッテリーのメリット:

LFPバッテリーは、優れた充放電サイクル特性により、長期間にわたって安定した性能を維持します。耐用年数が長く、電池交換の頻度を低減できるため、コスト効率にも優れています。さらに、高い熱安定性を備えており、過熱や発火リスクが低く、安全性の高い電池として注目されています。  

 

  • 優れた充放電サイクル 長い耐用年数
  • 高い熱安定性と安全性
  • 低コスト

 一方で、三元系に比べて、エネルギー密度の低さなどのデメリットも指摘されており、今後、性能の向上にも期待が集まっています。

 

ランクセスの提供するLFPバッテリー材料:

欧州で最大級の酸化鉄メーカーであるランクセスは、LFPバッテリーに用いる電池グレードの酸化鉄「バイオキサイド(Byoxide®)」を新たに開発し提供を開始しました。さらに、LFPの前駆体としてのリン酸鉄も提供する予定です。

 

ランクセスの提供する LFP バッテリー材料は、以下の点において安心してご使用いただけます。

    ✓ FEOC コンプライアンス(米国の懸念される外国の事業体規制に対応)した製品を、
         ドイツおよびブラジルで生産

   ✓ ライフサイクルアセスメント(LCA)データに裏付けられた持続可能な原材料
         ✓ 優れた技術力と確立された生産ネットワーク

 

ランクセスの製品ブランド

  •  バイオキサイド(Bayoxide®) 酸化鉄バッテリーグレード
  • フォスカム(PhosCAM®) リン酸鉄バッテリーグレード (製造予定)

 

 製造方法:

 現在、LFP正極材およびそれに対応するバッテリーは、中国を中心に生産されています。


中国で製造されるLFPバッテリーは、主にLFP合成において硫酸鉄を原料とし、これをリン酸と反応させてリン酸鉄とし、さらに炭酸リチウムと反応させて製造されています。この製造工程においては、アンモニウム硫酸塩や硫酸ナトリウムなどを含む高塩分濃度の排水が発生し、これを分離するには極めて多大な労力と膨大なエネルギー消費を要します。さらに、このプロセスには大量の硫酸鉄が必要となります。中国では、硫酸鉄は白色顔料製造の副産物であり、この地域以外では十分な量が確保できません。

そのため、ランクセスは、欧米市場向けの製品ラインナップにおいて、より環境に優しい2つの代替プロセスを採用し、地域で入手可能な原材料をより多く活用しています。そのうちの1つは、すでに小規模ながら確立されています。このプロセスでは、酸化鉄、リン、およびリチウム化合物を反応させてLFPを製造します。もう一つのプロセスは、中国のプロセスと同様にリン酸鉄とリチウム化合物をLFPに変換するものですが、リン酸鉄を鉄とリン酸から直接得る点が異なります。ランクセスは、両プロセスに原料を供給する計画です。


このページでは、ランクセスの提供する、LFPバッテリー材料について詳しくご紹介します。


>> ランクセスの機能性酸化鉄「バイオキサイド(Byoxide®)」についてはこちら(英語サイト)

LFPバッテリーバリューチェーンの構築

ランクセスは、特殊化学品および電池材料分野における信頼できるグローバルメーカーです。ランクセスの主要製品の生産拠点は、欧米地域を中心とし、持続可能なLFPバッテリーの正極材バリューチェーンの構築に貢献します。

酸化鉄およびリン酸鉄のバッテリー向けグレードは、欧米の生産拠点、カスタマイズされたプロセス技術、そして豊富な技術知見に基づいて製造しています。

 最新のご紹介ビデオ(英語)もぜひ合わせてご覧ください。 

 

 

ランクセスの酸化鉄およびリン酸鉄のバッテリー向けグレードに関するご紹介(英語)

ランクセスの酸化鉄・リン酸鉄バッテリーグレード – 主な特長

Overview Raw materials for LFP cathode materials: iron oxide and iron phosphate
  • ランクセスは 95年以上の実績をもつ酸化鉄のリーディングメーカーの一社です。
  • LFP 用途向けに 電気化学特性を最適化した酸化鉄バイオキサイド(Bayoxide®)を提供
  • FEOC コンプライアンス(米国の懸念される外国の事業体規制に対応)した製品を、ドイツおよびブラジルで生産
  • 第3者機関により検証済みのライフサイクルアセスメント(LCA)データに裏付けられた低CO2排出量
  • 厳格で均一な品質基準 に基づく仕様管理

LFP (LiFePO4)の合成方法 ― ランクセスが提供する原料

Process illustration for LFP production,
LANXESS

ランクセスは、欧州・米国の最新サステナビリティ基準に適合し、地域由来の FEOC コンプライアンス(米国の懸念される外国の事業体規制に対応)原料を活用する 2 種類の LFP 生産プロセス向けに前駆体材料を提供します。

Option 1:酸化鉄+リン+リチウム化合物からの合成プロセス
このプロセスは既に小規模で実績があり、「バイオキサイド®(Bayoxide®)」 酸化鉄バッテリーグレードが実際に使用されています。

Option 2:リン酸鉄+リチウム化合物からの合成プロセス
ランクセスは、鉄とリン酸から直接合成する 「フォスカム(PhosCAM®)」 リン酸鉄 バッテリーグレードの供給を計画しています。
これは、従来の硫酸鉄を原料とした方法よりも 環境負荷の低いサステナブルなプロセス です。

両プロセスについて、当社専門家がニーズに応じたカスタマイズをご支援します。詳細は下記のコンタクトフォームをご利用ください。

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研究協業とパートナーシップ
欧州向け LFP バッテリー材料の改善

LANXESSQuality control of yellow iron oxide pigments in the laboratory

LFP電池材料の開発プロジェクト ICISイノベーションアワード2024を受賞 

ランクセスとドイツのバッテリー材料メーカー IBU-tec advanced materials 社は、2024年にLFP 正極材用の酸化鉄開発に向けた研究協業を発表しました。同社とランクセスは、共同開発を通して、LFP バッテリーの性能向上を目指しています。

ランクセスは、この開発製造プロジェクトによって、ICISイノベーションアワード2024を受賞しました。この賞は、LFPバッテリーに関する欧米バリューチェーンの開発における功績が評価されたものです。

詳細はこちら

Battery recycling concept. Green energy, Background from battaries and one with green recycling sign.

リサイクルによる循環型経済の実現

ランクセスは、資源の保全と気候保護のため、LFP正極材の原料および使用済みLFP電池の両方において、マテリアル循環に注力しています。例えば、鉄スクラップは、LFP生産用の酸化鉄やリン酸鉄の製造に利用されています。

さらに、ランクセスは大量の使用済みLFPバッテリーのリサイクルを検討するリサイクル構想にも着手しています。この目的のため、パートナー企業と協力し、ドイツ連邦経済・気候保護省(BMWiK)の資金提供を受けた、LFP正極材のリサイクルを目指すプロジェクトに取り組んでいます。

バッテリーリサイクル工程における破砕処理で発生する「ブラックマス」から、リチウム、鉄、リンなどを回収するための化学プロセスが開発されています。この点において、ランクセスがリンおよび鉄化学分野で持つ後方統合体制が特に強みとなっています。これは、リサイクルされた材料を既存の生産プロセスに組み込むことができるためです。