24 8月 2019

【ニュース】TeraWatt Technology 固体電池のプロトタイプで432 kWh/kg を実証- Green Car Congress

・TeraWatt Technologyは、4.5Ahのプロトタイプ固体電池が、東洋システムらの第三者が実施した検証テストで、432Wh / kg(1122Wh / L)の記録的なエネルギー密度を達成したと発表。
・TERA3.0としてブランド化されたこの4.5Ahの次世代デザインは、2021年に一部で、2022年に完全リリースされる。
・TeraWatt Technologyは2017年に、カリフォルニア州サンタクララに本社を置く世界的な輸送技術であるSF Motors Inc.(d.b.a. SERES)の一部門として設立された。
・カリフォルニア州サンタクララと東京にあるR&Dセンターで運営されているTeraWattのチームは、これに関してすでに80以上の特許を申請している。
<元記事>https://www.greencarcongress.com/2019/08/20190822-tera.html

自動車向けと言うことなので、これが搭載されたEVのお披露目を期待して待ちたい。「電池の」エネルギー密度に特化することで実現できる車両性能がどのようなものかも注目であろう。
少し道が逸れる。各社開発している金属リチウムを使いこなす技術が、グラファイトで電析が発生しにくくなる技術としても応用が可能であったりすれば、所得した特許は有効利用できるかもしれない。

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24 8月 2019

【ニュース】進化する液系リチウムイオン電池、全固体だけでない次世代電池 | 財経新聞

・近年EV業界において全固体電池に対する期待が高まっている一方で、全固体電池と異なり従来通り液体の電解質を用いたいわゆる「液系リチウムイオン電池」も無視できない。
・液系リチウムイオン電池において電解質を工夫することによって、負極フリーを実現する取り組みは多数ある。つまり、エネルギー密度の面において液系リチウムイオン電池も全固体電池に負けず劣らず進化しつつあるのだ。
・東京大学は、電解質を高濃度化することで電池性能を損なわず、「消火性」を保持させることに成功したとNature Energy誌上で発表している。このように、液体の有機溶媒を用いた電解質であっても、現在の課題である安全性を解決できる可能性は示されている。
・最近では中国の電池メーカー・寧徳時代新能源科技(CATL)も全固体電池の性急な商品化に疑問を呈していると報じられていた。
・その理由として、一つは生産技術も含めたコスト面への対策が確立されていないことが挙げられる。
・しかしそれ以外に、現在の液系リチウムイオン電池がコスト面でも性能面でも伸びていることも理由の一つである。全固体電池だけではなく液系リチウムイオン電池の進化も、要注目である。
<元記事>https://www.zaikei.co.jp/article/20190823/527390.html

まだ市場価値が確定していない開発段階で評価が曖昧な全固体電池と、さらに具体性がない液電池の進化を語っている。
また、電池業界関連の記事は開発レベルのものと市場レベルのものがさらに基準も曖昧なまま語られていているものが多い。
産業と学術研究の発展を考えて、このような記事は有効に機能するのであろうか。

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22 8月 2019

【ニュース】全固体電池研究の最前線  執筆者:東京工業大学教授 菅野 了次氏 東陽テクニカ

・東洋テクニカルマガジン 【第28号】2019.7より。
・電気自動車(EV)普及の鍵として注目を集める全固体電池。ポストリチウムイオン電池として出力特性、エネルギー密度などの性能面に加えて、急速充電、安全性、作動温度を改善できる究極の蓄電デバイスとして実用化に大きな期待が寄せられています。現在、世界各国で研究が盛んに行われ、2035年には2兆円を超える市場規模とも言われています。その全固体電池研究の最先端を走る東京工業大学 菅野教授が語る全固体電池の研究開発の現状とその未来とは・・・
<元記事>https://www.toyo.co.jp/solution/car/column/detail/id=15675?utm_source=car_solution_portal_toyotopnews_id15675&utm_medium=link&utm_campaign=mkt

形にすることができて、全固体電池の素性がかなり理解できるようになった。LIBTEC2の役目として、既存LIBの進化も考慮して、本当に全固体電池が価値があるのか正直に報告することも重要だと思う。前身のLIBTECでは液電池の評価を行なっていたのでできるはずである。性能のいいものを作ることだけが国益ではない。事実を広く知ってもらうことも国益である。このような適当で定量定性的でない情報が飛び交うことは避けていかないといけない。

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11 8月 2019

【ニュース】武蔵精密工業株式会社 全固体電池の開発を手掛けるKeraCel Inc.と長期的なパートナーシップ締結- Green Car Congress

・武蔵精密工業株式会社は、米国・シリコンバレーのベンチャー企業で、独自の3Dプリント技術を活用した全固体電池の開発を手掛けるKeraCel Inc.に対する出資を行ったと発表。
・KeraCelとの長期的な戦略的パートナーシップにより、武蔵精密工業は、KeraCelの3Dプリンティングテクノロジーを搭載した全固体電池の製造と供給、電動バイク市場への電力システムソリューションの提供、その他の潜在的な市場機会の探索を優先的に行うことができる。
・KeraCelは、セラミックスベースの電解質とリチウム金属アノードを備えた電池の生産により、従来の一般的なLiBのエネルギー密度を2〜3倍、または50%未満のコストで実現できる高度な固体電池設計と製造方法を市場に投入している。
・この3Dプリンティングの製造プロセスにより、ソフトウェアの制御下で、機器や工具を変更することなく、事実上あらゆる形状またはサイズのセルを多数のアプリケーション向けに構築できる。
<元記事>https://www.greencarcongress.com/2019/08/20190809-keracel.html

最近、LIB関係の生産工場の巨額な設備投資が相次いでいる。このニュースが事実であれば、その投資を無意味にできるインパクトがある。技術進化のために、嘘偽りがなければこのようなチャレンジは重要である。

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09 8月 2019

【ニュース】エムテックスマート 積層薄膜コート装置 全固体電池の電極形成に | 化学工業日報

・エムテックスマート(横浜市港北区、松永正文代表取締役)は、積層薄膜コーティング装置を全固体電池分野に展開する。
・発光ダイオード(LED)向けで培った粒子径や比重が異なる粒子を均一混合できる特許技術を生かし、全固体電池の電極形成プロセスに適用する。
・硫化物系の課題である活物質の凝集、粒子間の空隙などを解決できる。国内企業に続いて中国企業への納入が決定している。
・硫化物系に続く次世代の酸化物系全固体電池への適用も目指す。
<元記事>https://www.chemicaldaily.co.jp/エムテックスマート 積層薄膜コート装置 全固/

中国では全固体電池がブームになっているようである。弊社は中国国内でレポートのようなものを発行してり、その影響で問い合わせがきている。パートナーを探しているようであるが、善意が邪魔して提案ができないでいる。

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08 8月 2019

【コラム】Solid electrolyte batteries – the next big thing?! – electrive.com

・Johannes Kasnatscheew博士は、electiveとのインタビューで、固体電解質の導入により重量エネルギー密度が40%、体積エネルギー密度が70%増加する可能性があると説明している。
・彼はまた、「固体電解質を使用すると、グラファイトベースのアノードの代わりにリチウム金属を実現できる。 これは、エネルギー密度を大幅に向上させる唯一の方法です。」という。
・但し、Electriveは、業界の他の専門家にインタビューを行ったが、彼らは、2025年までにシリーズ生産もシリーズカーへの搭載も行わないと見込んでいるとのこと。
・液体電解質を備えた数十億個のリチウムイオン電池が大きな問題なく構築されていることは明らかで、それらの開発も停止していない。
・全固体電池の研究開発は、世界中の多くの人々が真剣に取り組んでおり、成功を保証するものではないが、変化と次の大きなものに対する十分な根拠のある合理的な希望がある。
<元記事>https://www.electrive.com/2019/08/02/solid-electrolyte-batteries-the-next-big-thing/

後半は賛同できる。
液体の電解質でもLi金属と使える研究は盛んに行われている。それも許容して、固体が唯一の方法とは言い切らないでほしい。

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29 7月 2019

【コラム】「全固体電池は必要なのか」最大手CATLの真意  :日本経済新聞

・2020年代前半の実用化を公言するトヨタ自動車をはじめ、多くの企業が「全固体電池」の開発を急いでいる。
・「次世代電池の本命」への熱気が高まる中、全固体電池と距離を置く戦略を採るのが中国・寧徳時代新能源科技(CATL)だ。
・世界最大の電池メーカーであるCATLの真意を探った・・・(全文読むには無料登録必要)
<元記事>https://www.nikkei.com/article/DGXMZO46488290U9A620C1000000/

過去、日経では全固体がもうすぐ市場に出て市場を席巻するような記事を連発してきた。この記事に対する意見をどこかで述べるべきではないだろうか。技術に対して過剰に煽ることはブレイクスルーに繋がることがあるが、今回の彼らのやり方はそのようなものでなかった。
CATLが全固体で冷却がいらなくなると本気で言っているとしたら、彼らはちゃんとしたものが作れていなくて伝聞で発言している気がする。

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24 7月 2019

【ニュース】安価な全固体電池が登場、エネルギー密度の限界突破で実用化前倒しへ | 日経 xTECH(クロステック)

・imecの続報。
・ベルギーの研究機関であるimec。電解質材料の開発にはパナソニックも参加。
・imecのこの電池の最大の特徴はその製造プロセスで、液状の固体電解質を電極に染み込ませた後に乾燥して固化する。
・しかも電解質は固体化後も弾力があり、充放電に伴う電極中の活物質の膨張収縮を吸収できるとする。
・この固体電解質の主成分はSiO2。つまりありふれた酸化物材料だ。ただし、比表面積が1400m2/gと極めて高い多孔質になっており、その内壁にはイオン液体と呼ばれるLi塩が結合している。
・まず、TEOS†と呼ぶSi系材料をイオン液体中に分散させた後、水を加えて(加水分解して)ゲル化する。水を除去後、さらに二酸化炭素(CO2)を用いた超臨界乾燥†を施す。すると「エアロゲル」と呼ばれる、極めて軽いスポンジ状の固体材料になる。これが、上述の電解質が液体から固体になるプロセス
<元記事>https://tech.nikkeibp.co.jp/atcl/nxt/column/18/00001/02611/

この記事に限ったことではないが、比較対象が曖昧なまま優劣を付ける記事が電池関係には多い気がする。どこかの出版社は何倍みたいなことまでよく主張している。また、コストは性能によって大きく変わるが、そういうことも無視している。

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24 7月 2019

【コラム】トヨタが本気で取り組む「全固体電池」とは何か ポスト・リチウムイオン電池の開発は過熱(東洋経済オンライン)

・佐藤登氏のコラム。
・”全固体電解質の魅力は安全性が高まるところにあるが、安全性の向上だけでは魅力に乏しい。なぜなら、車載用で適用されている日韓の大半のLIBでも安全性は担保されているからだ。”
・”全固体電池が最も魅力を発揮するところは、電解液を有すLIBでは適用できなかった電極材、例えば負極用にリチウム金属、正極には高電圧系素材等を適用することで、エネルギー密度を大幅に向上させることにある。それによってEVの航続距離が大きく拡大すれば、本当のEVシフトが実現することになろう。”
<元記事>https://topics.smt.docomo.ne.jp/article/toyokeizai/business/toyokeizai-291511?page=1

EVの場合、どの高電圧材料を使えばエネルギー密度が上がるのであろう?
Si(100%)やLiを採用した電池でパックを作った時、本当に航続距離が伸びるのであろうか?専門の自動車目線で語って欲しかった。

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19 7月 2019

【論文紹介】Superionic Diffusion through Frustrated Energy Landscape: Chem

出典:https://els-jbs-prod-cdn.literatumonline.com/

Chem doi: 10.1016/j.chempr.2019.07.001
・UCLouvain、Marburg大学、ミュンヘン工科大学、Graz工科大学、トヨタの研究者らがLGPSよりも一桁高いLiイオン拡散係数の固体高速イオン伝導体LiTi2(PS43を発見。
・LiTi2(PS43は特異的な結晶構造を有しており、規則的な四面体または八面体部位を提供しない。
・これにより、液体中に存在するエネルギーランドスケープによく似た滑らかでなエネルギーランドスケープが形成される。
・このなめらかなエネルギーランドスケープは、低い活性化エネルギーと高い拡散係数をもたらす。
<元記事>https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(19)30309-2?_returnURL=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2451929419303092?showall=true

電気の超電導をやっている方が見たら、なんで「超」がついているのか疑問に思うであろう。電気化学領域では特有の用語が多く他の領域の方が理解しにくいことが多数ある。物性の考え方にもそのような相違がある。その影響もあってノーベル賞が取りにくいことはよく耳にする。
伝導度は、キャリアの動きやすさとキャリア数から考えないといけない。難しいのは分かるが、そのようなことを地道にやらないと学術的な進展は期待できないのではないだろうか。

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