高エネルギー密度、長寿命、実用的なコバルトフリーのニッケル系電池材料を開発 横浜国立大学ら - fabcross for エンジニア
横浜国立大学は2024年2月8日、総合科学研究機構、物質・材料研究機構（NIMS）、住友金属鉱山と共同で、新しいニッケル系層状材料 (Li0.975Ni1.025O2) を開発し、同材料がコバルトフリー構成でありながら、高エネルギー密度、長寿命の電池正極材料となることを発表した。従来手法を利用して材料を合成できるため、実用的な電池材料としての利用が期待できる。 電気自動車用途には、正極材料として、コバルトを含むニッケル系層状酸化物が広く用いられているが、コバルトは資源が偏在しており、主に政情不安定な国で産出される。電気自動車のさらなる普及には、コバルトフリーと高性能を両立する材料の開発が求められていた。 研究では、従来のニッケル系層状材料で10-20％程度含まれているコバルトの役割について詳細に検討した。その結果、コバルト非含有材料では、充電状態にニッケルイオンが移動することが劣化の要因で
ハーバード大、充電サイクル6000回と充電時間10分を実現する全固体リチウム金属電池を開発 - fabcross for エンジニア
ハーバード大学工学応用科学部の研究チームが、6000回以上充放電でき、約10分で充電可能な全固体型リチウム金属電池を考案した。リチウム負極活物質と固体電解質の界面にミクロンサイズのシリコン粒子を分散させることにより、充電時の負極におけるリチウム析出を均質に制御しデンドライト生成を抑制して耐久性を飛躍的に増大するとともに、平滑なリチウム析出層においてメッキ被覆と剥離プロセスを急速化することに成功したものだ。研究成果が、2024年1月8日の『Nature Materials』誌に公開されている。 負極活物質にリチウムを用いたリチウム金属電池は、一般的なグラファイト負極を用いたリチウムイオン電池に比べ10倍の容量を持ち、電気自動車の走行距離を劇的に向上できると期待されている。また、電解質に固体を用いる全固体型リチウム金属電池は、液体電解質を用いるリチウムイオン電池に対して、エネルギー密度や電池サ
硝酸塩ベースの添加剤がカギ――安全なリチウム金属全固体電池を開発 - fabcross for エンジニア
ドイツのバイロイト大学の研究チームが、準固体型電解質の「その場重合」を促進する硝酸塩系添加剤を用いることにより、高いエネルギー密度と安定性を持ったリチウム金属電池を開発することに成功した。これまで添加剤として検討されてきた硝酸リチウム（LiNO3）に代わり、リチウム金属陽極におけるデンドライト（樹枝状に成長する結晶）析出成長を防止して安全性を高めるとともに、準固体型電解質1,3-ジオキソラン（DOL）のその場重合を促進して、イオン伝導度を高めて高エネルギー密度を確保できる。高度に安全で耐久性があるだけでなく、製造が容易なリチウム金属全固体電池の開発を可能にするものとして期待している。研究成果が、2023年8月16日に『Energy and Environmental Science』誌に論文公開されている。 スマートフォンからEVまで、リチウムイオン電池が幅広く活用されているが、EVの長距
高性能かつ低コスト――次世代型リチウムイオン電池向けにニッケルリッチ層状正極を開発 - fabcross for エンジニア
CREDIT: HANWEN ZHENG, EAST CHINA UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY モバイルデバイスやEVによるリチウムイオン電池の需要増に対応するため、リチウムイオン電池のエネルギー密度を高める開発が世界的に進められている。特にニッケルリッチ層状正極は、高いエネルギー密度の実現と競争力のあるコストという点で、次世代の高エネルギーリチウムイオン電池の有望な候補となっている。しかしながら、ニッケルリッチ層状正極は、長期間の使用によって容量が急速に低下するという問題を抱えている。 中国の華東理工大学の研究チームは、界面寄生副反応を抑制し、構造安定性を高めるとともに、ニッケルリッチ層状正極の商業的要件を満たす、シンプルでワンステップの二重改質戦略を見出した。これによって得られた正極は、優れた電気化学的性能と長期サイクル安定性を示した。研究成
大量の電力貯蔵を可能にする技術がCOP26のStartup for Climate賞でベスト賞に選出 - fabcross for エンジニア
地球温暖化対策を進める上で、電源構成における再生可能エネルギーのシェアを高めることが喫緊の課題になっている。しかし、電力消費の増加に見合うだけの電力量を供給できるようにする必要がある。電力の供給と消費のバランスを取るには、電力貯蔵技術が不可欠だが、大量の電力貯蔵を可能にする安全で安価な技術の登場が望まれている。 スウェーデンのリンショーピング大学の研究チームは、大量の電力貯蔵を可能にする安全／安価で持続可能な技術の開発に成功した。需要を満たす量の電力をグリッドに送り出すために十分な量の電力貯蔵が可能だという。 新技術には、2個の重要な材料が大きな役割を果たしている。２個の材料とは、新タイプの水溶性のポリアクリル酸電解質と、紙の安価な副生成物で入手が容易な木質リグニン電極。つまり水溶性電解質と、カーボンを混入したリグニン（正極）およびポリイミド（負極）が電力貯蔵の鍵になっている。 研究成果は
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硫化物固体電解質材料を短時間で合成できる手法を開発――全固体電池の実用化に寄与 豊橋技術科学大学 - fabcross for エンジニア
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ナトリウムイオン電池の負極として優れた材料を開発 鳥取大学、戸田工業 - fabcross for エンジニア
グラフェンに似た構造を持ち、長い間理論上の炭素材料であったグラフィンの合成手法の確立 - fabcross for エンジニア
リチウム金属などの針状析出発生抑制に成功――金属負極電池の実用化に向けた重要な一歩 東北大学 - fabcross for エンジニア
スイスのBlackstone Resources、3Dプリントで製造したリチウム電池を発売 - fabcross for エンジニア
より安全で長寿命の全固体電池は、電極－電解質界面の原子配列がカギ - fabcross for エンジニア