東北大、リチウム空気電池の寿命延伸に向け正極に炭素系新素材を導入
東北大学は11月14日、理論的なエネルギー密度がリチウムイオン電池(LIB)の数倍以上という「リチウム空気電池」(LAB)の大きな課題である、十数回程度しか可逆的に充放電できないという寿命が極めて短い問題を解決するため、正極に使用されているカーボン材料の高容量とサイクル寿命の両立に取り組み、グラフェンの化学的特徴に基づいてカーボン系新素材「グラフェンメソスポンジ」(GMS)を用いて理想の正極構造を提案した結果、従来に無い超高容量とサイクル寿命の延長に成功したと発表した。 同成果は、東北大 材料科学高等研究所の西原洋知教授(東北大 多元物質科学研究所兼任)、同・余唯助教らの研究チームによるもの。詳細は、環境発電やエネルギーの変換・貯蔵などに使用される材料に関する全般を扱う学術誌「Advanced Energy Materials」に掲載された。 LABは、正極に多孔性のカーボン材料を、負極に
蓄電池材料を省エネルギーで合成する手法の開発に成功 | 神戸大学ニュースサイト
北海道大学大学院理学研究院の松井雅樹教授、神戸大学大学院工学研究科の水畑 穣教授らの研究グループは、リチウムイオン電池の正極活物質*1として広く使用されているコバルト酸リチウム*2を、低温かつ短時間で合成する手法の開発に成功しました。 層状岩塩構造を持つコバルト酸リチウムは、通常800〜1000 ℃の高温で10〜20時間の長時間の焼成工程を経て合成されます。また、500 ℃以下の低温でコバルト酸リチウムの合成を行うと、結晶構造の異なるスピネル型コバルト酸リチウム*3が得られることから、層状コバルト酸リチウムは、高温のみで合成が可能な高温相であると考えられてきました。 今回の報告では、ハイドロフラックス法という新たな合成法を提案し、この手法を用いることで市販品と同等の結晶性を持つ層状コバルト酸リチウムを、300 ℃で30分という短時間で合成することに成功しました。また、この反応は150 ℃と
問題だらけなEVバッテリーの原材料「コバルト」に代わる意外な物質 | AppBank
「岩塩」をレアメタルの代用にする研究 現在の一般的なバッテリーに使われている高密度カソード（正極）は、リチウム金属酸化物でできています。このリチウム金属酸化物は、リチウムとコバルト、ニッケル、その他の金属が交互に繰り返し積層された結晶構造をしていますが、中でも問題になっているのがコバルトです。 市場情報会社S&Pグローバルの最新レポートによると、電気自動車の販売台数は2023年から2027年の間に倍増しますが、2027年にはコバルトが不足するとのこと。さらに、世界のコバルトの半分以上はコンゴ民主共和国から採掘されていますが、その採掘方法には環境問題や人権問題があることが指摘されています。 しかしコバルトは、このカソードの安定に欠かせないものです。バークレー研究所の研究員であるグオイン・チェン氏によると、コバルトのようなものを使わないと、これらの材料を充電したり放電したりするときに、層構造の
高性能、作るのも簡単 次世代リチウムイオン電池で成果 固体電解質を改良 伝導率最大3.8倍に：東京新聞 TOKYO Web
リチウムイオン電池を超える次世代電池として期待される全固体リチウムイオン電池（全固体電池）の研究で進展がありました。電池の要となる「固体電解質」の性能が大きく上がったのです。さらに、高性能の電池が簡単な工程で作れる可能性も示されました。大きな電力を蓄えたり大電流を出したりできるようになると期待されます。東京工業大と東京大、高エネルギー加速器研究機構の研究チームの成果です。米科学誌サイエンスに発表しました。 （永井理） 電池は新しいようでとても古い技術です。200年以上前に発明されたころから、基本的に形を変えていません。正極と負極という2本の電極が液体（電解液）に浸された形です。 全固体電池はその歴史を破る技術です。二つの電極の間に、液体ではなく、固体電解質と呼ばれる材料が挟まった構造です。充電するときは、リチウムイオンが固体電解質を通り抜けて正極から負極に移動してエネルギーをため、放電のと
次世代カリウムイオン電池の界面反応メカニズムを解明 東京理科大 – NEWS SALT（ニュースソルト）
東京理科大学は19日、次世代電池であるカリウムイオン電池の界面反応メカニズムを、走査型電気化学顕微鏡（SECM）を用いて解明したと発表した。この研究により、高性能な次世代電池の実用化が期待できる。同研究成果は国際学術誌に掲載された。 近年、リチウムイオン電池の電解液として用いられる有機溶媒を電解質の水溶液に置き換えた水系電池が注目されている。水系電池では有機溶媒を使わないために安全性や環境への影響について有利であることに加え、豊富に存在する資源を使用することができるため、コストを抑えた幅広い用途への使用が期待される。中でも水系カリウムイオン電池は、高い安全性と優れた起電力を得ることが期待されている。 一方で水系電池は、条件によっては電解液中の水の電気分解が生じることが課題だ。電池性能を向上させるためには、電解質が分解されることで負極の表面に形成されるSEI（solid electrolyt
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
東京工業大学 全固体電池、塗って乾かす電解質 - 日本経済新聞
東京工業大学の安井伸太郎助教らは電解質を塗って大気中で乾燥させるだけで製造できる全固体電池を開発した。現在開発が進んでいる全固体電池は電解質が水分に弱いなどの理由から特殊な装置で真空中での製造が求められている。新タイプは製造コストを抑えやすい。低コスト化につなげられるとみて実用化を目指す。全固体電池は現在のリチウムイオン電池の電解質を液体から固体にした電池だ。可燃性の有機溶媒を電解質に使わない
超高圧下で新たな酸水素化物 の合成に成功、東工大
東京工業大学、科学技術創成研究院、量子科学技術研究開発機構らの研究グループは、超高圧合成法により新規酸水素化物の合成に成功したと発表した。同物質はリチウムイオン電池の負極材料として高い性能を持つという。 東京工業大学、科学技術創成研究院、量子科学技術研究開発機構らの研究グループは2023年7月25日、超高圧合成法（1200℃、2万気圧）を用いて、新たなペロブスカイト型バナジウム酸水素化物「SrVO2.4H0.6」および「Sr3V2O6.2H0.8」の選択的な合成に成功したと発表した。同物質はリチウムイオン電池の負極材料として高い性能を示すという。 酸水素化物は、ヒドリド（H-）と呼ばれる負電荷の水素イオンと酸化物イオン（O2-）を含有する単一の化合物で、アンモニア合成触媒や電池材料として近年注目されている新しい物質群だ。しかし、合成には高温高圧などの特殊な合成条件が必要であることから合成例
薄膜型全固体電池内の化学反応を“丸ごと”可視化、東北大ら
東北大学、名古屋大学、ファインセラミックスセンター、高輝度光科学研究センターらの研究グループは2023年8月4日、充放電中の薄膜型全固体電池における化学状態変化を“丸ごと”可視化することに成功したと発表した。 東北大学、名古屋大学、ファインセラミックスセンター、高輝度光科学研究センターらの研究グループは2023年8月4日、充放電中の薄膜型全固体電池における正極-電解質-負極層の化学状態変化を「同一視野内で“丸ごと”可視化」することに成功したと発表した。薄膜型全固体電池システム全体の反応／劣化メカニズムの理解が進むことで、性能向上への貢献が期待できる。 全固体電池は、液漏れによる発火の心配がなく、高温高圧などの極限状態でも安全に使用できるほか、比較的自由に計上を構成可能なことから次世代二次電池として研究が進んでいる。一方で、充放電サイクルの繰り返しによる電極のクラックや不活性層の発生など、実
韓国研究陣「薄くて柔軟な全固体電池を開発…厚さ10%・エネルギー密度6倍」｜ニフティニュース
韓国の研究陣が次世代二次電池として知られる全固体電池のための固体電解質膜の開発に成功したと発表している。 韓国電子通信研究院（ＥＴＲＩ）は、硫化物系固体電解質と高分子織物支持体を活用して、従来のペレット形態に比べて１０倍以上薄く、エネルギー密度は６倍増加した固体電解質膜の開発に成功したと明らかにした。 ※当該報道資料原文（ハングル）：https://www.etri.re.kr/kor/bbs/view.etri?keyField=&keyWord=&nowPage=1&b_board_id=ETRI06&year_gubun=&b_idx=19057 この成果は、世界的な学術誌「ＡＣＳ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＆ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ」（ＡＣＳ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＆ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ）にも掲載されている。 全固体電池は、電池の核心構成要素である電解質を従
固体電解質のイオン伝導率で記録更新 低温では3.8倍、東工大など
東京工業大学と東京大学の研究者は、リチウム（Li）イオンの伝導率が高い固体電解質材料を開発し、英国時間の2023年7月6日付で英学術誌「Science」に論文を発表した。伝導率は25℃で従来の最高値の約2.7倍。また容量面密度が従来の1.8倍の正極材料も作製可能になった。これで、急速充放電性能が非常に高い電池を製造できる可能性が高まるだけでなく、今後の全固体Liイオン2次電池（LIB）の開発方針が、電極をより厚膜化する方向に変わる可能性があるという注1）。 注1）高いLiイオン伝導率によって、LIBで急速放電、つまり高い出力での放電をしやすくなる。充電についても高いレートで容量をあまり低下させずにできるようになる。ただし、充電の際の印加電圧については電解液や材料などが分解しないよう上限があるという。 最高伝導率の材料を改良 新たに開発したLiイオンの固体電解質はいわゆる硫化物系材料の一種で
リリース、障害情報などのサービスのお知らせ
最新の人気エントリーの配信
j次のブックマーク
k前のブックマーク
lあとで読む
eコメント一覧を開く
oページを開く
Roll-to-roll prelithiation of lithium-ion battery anodes by transfer printing - Nature Energy
鍵は「ハードカーボン」。驚異的なエネルギー密度をもつナトリウムイオン電池の創製に成功
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
A New Twist on Rechargeable Battery Performance - Scientists Reveal the Root Cause of Rechargeable Battery Breakdown - Batteries News
全固体リチウム硫黄電池、長寿命に 中国科学院 - 日本経済新聞
Unlocking Battery Mysteries: X-Ray “Computer Vision” Reveals Unprecedented Physical and Chemical Details
グラフェン層間に入り込むリチウムイオンの動きを電子顕微鏡で解明 — 東京大学理学部物理学科・大学院理学系研究科物理学専攻
【名城大学】全固体リチウムイオン電池材料の展開に期待 低温プラズマプロセスで1次元Si/Snナノ材料負極の シングルステップ作製に成功 ～高容量Liイオン電池を実証～
理科大、全固体LIBにおける高い界面抵抗の要因の1つを制御する方法を発表（2023年3月7日）｜BIGLOBEニュース