25 6月 2019

【ニュース】ウェアラブルデバイス向けに繊維状リチウムイオン電池を開発 | fabcross for エンジニア

・香港理工大学(PolyU)の研究者たちが、エネルギー密度、曲げ範囲、耐久性のいずれの点においても、既存の曲げられる電池のどれよりも高性能な、繊維状リチウムイオン電池を開発した。その研究成果は、『Nature Communications』に掲載されている。
・既存のフレキシブルなリチウム電池の場合、エネルギー密度は200Wh/L以下で、曲げ半径は25mm。
・今回研究チームが開発した繊維状リチウムイオン電池は、エネルギー密度は450Wh/L以上で、曲げ半径は1mm以下を達成している。
・しかも、1000回以上繰り返し折り曲げても電池容量の低下はわずか、従来のリチウム電池に比べ充放電性能が高速で、寿命も長い。
・今回の開発の中心となるのは、PolyUが独自開発した金属蒸着技術「PAMD:Polymer-Assisted Metal Deposition」。
・これにより、高導電性の金属、銅(Cu)、ニッケル(Ni)を、前処理された布地に均一に蒸着させ、電池の集電体とした。
<元記事>https://engineer.fabcross.jp/archeive/190613_polymer-assisted-metal-deposition.html

面白い技術だと思う。製品に合わせたサイズに加工して電池にできる。カスタマイズできる。積層数を変えれば容量もある程度カスタマイズできる。液を使わなければ電圧も任意の値にできる。YouTubeにもあるように、ウエラブル向きでもある。
最近、この市場に無機全固体を!というニュースを目にするが、どちらが市場うけするのであろうか?

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12 10月 2018

【ニュース】ニチコン株式会社   IoTやウェアラブルに最適な小形リチウムイオン二次電池「SLBシリーズ」を開発

出典:http://www.nichicon.co.jp/

・ニチコン株式会社は、エネルギー密度とパワー密度を両立した小形リチウムイオン二次電池「SLBシリーズ」を東芝インフラシステムズ株式会社のSCiBTMの技術を応用して開発した。
小形リチウムイオン二次電池「SLBシリーズ」の主な特長
1) 高レートでの充電・放電が可能です。例えば3分間で約80%の充電が可能であり、3分間で95%の放電が可能です。
2) -30℃の低温環境下でも充電が可能であり、負極の電極上にリチウムが析出しないため安全です。
3) 強制的に内部短絡を発生させても破裂・発火の可能性が低く安全です。
4) 10Cレートでの充放電サイクル25000回後でも80%以上の高い容量維持率を有します。
・本製品は10月16日(火)~19日(金)に幕張メッセで開催される「CEATEC JAPAN 2018」に出展される。

<X’s EYE>
◯解説:
東芝SCiBは、負極材料にLTOを使用している。それにより出入力、耐久性能、安全性で優れた電池を実現した。しかし、エネルギー密度は低い。本製品のように小型電池の市場であれば、エネルギー密度は問題にならない用途が多い。ある程度の市場は見込めるのではないかと思う。


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03 10月 2018

【ニュース】ウェアラブル用の柔軟なマイクロバッテリ

・ フラウンホーファーとマイクロインテグレーションIZMはウェアラブル用の柔軟なマイクロバッテリーを開発。
・ウェアラブル分野は、2020年までに720億ユーロの市場価値に達すると見込まれている。
・そのようなウェアラブル機器に電力を供給するバッテリーは、耐久性とエネルギー密度 – だけでなく、重量、柔軟性、サイズなどの重要な要件もあり、これらをうまく組み合わせる必要がある。
・フラウンホーファーIZMでは、エネルギー密度と信頼性を犠牲にして非常に柔軟にする代わりに、非常に小型で強力なバッテリーを設計し、搭載技術を最適化することに焦点を当てて、電池を開発した。
<元記事>https://phys.org/news/2018-10-pliable-micro-batteries-wearables.html

<X’s EYE>
◯解説:

【ニュース】理研と東大、太陽電池で動く皮膚に貼れる心電計を開発(朝日新聞デジタル)


ここで触れたように電池以外のデバイスの進展も著しい。
◯ビジネス:
自動車用途は市場が大きく競争が激しい。高い技術があったとして資本が小さい企業は参入が困難である。そのような企業は、


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02 2月 2018

【論文紹介】Jabuticaba-Inspired Hybrid Carbon Filler/Polymer Electrode for Use in Highly Stretchable Aqueous Li-Ion Batteries

出典:https://www.sciencedaily.com/

Advanced Energy Materials, DOI: 10.1002/aenm.201702478
・高効率で伸縮性の高い水系リチウムオン電池について。
・カーボンナノチューブとカーボンブラックを含むJabuticaba状の導電性高分子複合体集電体を開発。
・このハイブリッド炭素/ポリマー(HCP)複合材料は、約200%の高ひずみの下でも、その導電性を効果的に保持する
・HCPが伸張時に充填材相互接続により効率的な電気経路を生成することで、このような公費済みにおいても導電性を保持する。
・このHCP複合材料を伸縮可能な集電体として用いた水系リチウムイオン電池(ARLB)は、500サイクル後にも93%の容量維持率を示す。
<元記事>http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201702478/abstract

12 11月 2017

【論文紹介】Flexible Aqueous Li-Ion Battery with High Energy and Power Densities

出典:https://techxplore.com/

Advanced Materials (2017). DOI: 10.1002/adma.201701972
・ “water-in-salt”ゲル電解質を利用した、安全でフレキシブルな水系リチウムイオン電池について。
・正極、負極ともに材料はLiVPO4Fを用いた対称セル。
・高速なLiイオン輸送を可能にするLi2CO3-LiFからなる疎水性のSEIを形成し、電極表面での水の電気分解を抑制する。
・そのため、水系電解液において2.4Vの電圧、141Wh/kgのエネルギー密度, 600W/kgの出力密度、4000サイクル以上の寿命を達成する。
・曲げや切断によっても高い安全性を示すだけでなく、動作し続ける。
<元記事>http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201701972/abstract
<電池をハサミで切るなどしても動作し続ける動画>https://techxplore.com/news/2017-11-scientists-safer-durable-lithium-ion-battery.html

15 8月 2017

【論文紹介】Multi-functional Flexible Aqueous Sodium-Ion Batteries with High Safety

出展:http://www.sciencedirect.com/

Chem Volume 3, Issue 2, 10 August 2017, Pages 348–362
・メディア等で取り上げられている”涙で動くフレキシブル電池”の元論文。
・ウェアラブル機器に用いる電池としては、有毒な腐食性電解液を用いたくはない。
・生体適合性のある安全な生理食塩水または細胞培養培地を電解質として用いたナトリウムイオン電池を開発。
・正極にNa0.44MnO2を、負極にNaTiO2(PO4)3@Cを用いて帯状または繊維状のフレキシブルな水系ナトリウムイオン電池を作製した。
・この安全でフレキシブルな繊維状電池はウェアラブルデバイス用電池として有望である。
<元記事>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929417302176

19 5月 2016

【ニュース】実用化が現実的に:1cm角の全固体リチウムイオン電池、IoT向けに発進 (1/2) – EE Times Japan

出展:http://eetimes.jp/

・英国のIlika Technologiesが、1×1cmで厚さが1mm以下と超小型の全固体薄膜リチウムイオン電池「Stereax(ステリアックス)」を発表。
・容量は250μAhで電圧は約4.0V以下。動作温度の上限は100℃。
・1万回の繰り返し充放電が可能。
・今後のロードマップとしては、
1)さらなる小型化だ。現在の1cm角から1mm角まで小型化するのが目標。これくらい小型になると、医療用カメラのバッテリーなどに使える可能性も出てくる。
2)バッテリーセルの積層。
3)高温環境への耐性UP。自動車や飛行機のエンジンなどに使われる場合を想定し、最大250℃の動作温度の実現を目指す。
> <元記事>http://eetimes.jp/ee/articles/1605/18/news031.html

08 4月 2016

【ニュース】日本ガイシ、ウエアラブル機器に向けた全固体2次電池を展示 – 電子部品 – 日経テクノロジーオンライン

・日本ガイシは「高機能素材ワールド2016」(2016年4月6~8日、東京ビッグサイト)で、エネルギー密度が200~300Wh/Lと高い薄型・小型の全固体リチウムイオン2次電池の開発品を参考出展した。
・用途としては電池を内蔵するスマートカード、腕時計や眼鏡などのウエアラブルデバイス、IoTモジュール、メモリーバックアップ電池などを想定する。2017~2018年の実用化を目指す。
<元記事>http://techon.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/040601467/

05 4月 2016

【ニュース】カネカと愛知工業大、充電100倍速いリチウムイオン電池  :日本経済新聞

・カネカと愛知工業大学の森田靖教授らは、100倍以上高速に充電できるリチウムイオン電池を開発。
・電極に独自開発の有機材料を使っており、携帯電話なら10分で充電できるとみられる。
・正極の材料として、TOTと呼ぶ有機分子にカーボンナノチューブを混ぜたものを用いた。
・曲げたり伸ばしたりしても壊れない。丸めて運べる電子ペーパーや、体に付けて使う生体センサーなどのウエアラブル機器などの用途にも向く。
<元記事>http://www.nikkei.com/article/DGXLZO99229380T00C16A4TJM000/

07 1月 2016

【ニュース】日立マクセルの高容量電池、Kopinがスマートグラスに採用 – エネルギー – 日経テクノロジーオンライン

・日立マクセルと米Kopin社は2016年1月4日、日立マクセルが開発した高容量のLiイオン二次電池に関して提携契約を結んだ。
・新電池は負極材にSiO-Cを用いており、黒鉛系の負極を使う一般的なLiイオン二次電池に比べて、エネルギー密度が約2倍という。
<元記事>http://techon.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15am/010600031/?d=1452081414484