20 5月 2019

【論文紹介】Coulombic self-ordering upon charging a large-capacity layered cathode material for rechargeable batteries | Nature Communications

出典:https://www.nature.com/

Nature Communicationsvolume 10, Article number: 2185 (2019), DOI: 10.1038/s41467-019-09409-1
・東京大学山田敦夫先生らの研究グループは、活物質の劣化を自己修復する活物質の原理を実証した。
・ナトリウムイオン電池用の酸素レドックス層状正極Na2RuO3は、積層欠陥が充放電サイクルとともに消失する”自己修復機能”を確認した。
・これは、ナトリウムイオンが脱離した後に生じる空孔(マイナスの電荷)と、構造中に残存するイオン(プラスの電荷)との間で、ファンデルワールス力よりもはるかに強い「クーロン引力」が生まれることが重要な役割を果たしていることがわかった。つまり、イオンと空孔が強く引き合うことで乱れのない構造へと自発的に変化し、自己修復されていた。
・このクーロン引力を利用する画期的な方法を他の電極材料にも導入することで自己修復能力が発現すること、さらには、電池の長寿命化が可能となることが期待される。
<元記事>https://www.nature.com/articles/s41467-019-09409-1

LIBの場合、これに似た劣化よりも支配的な劣化モードがある。Naイオン電池はこのモードが劣化の支配的なのであろうか。
このようなメカニズムはRu-Oの組み合わせなので成立しやすい。3d遷移金属では難しいであろう。

お気軽にご連絡ください。
●会員向けの購読依頼
まとめサイト担当:comment_x (at) arm-tech.jp
●電動化およびエネルギー関連の商品・サービス、電池戦略に関するご相談
大木:Hideki.Oki (at) arm-tech.jp

16 5月 2019

【論文紹介】Building ultraconformal protective layers on both secondary and primary particles of layered lithium transition metal oxide cathodes | Nature Energy

出典:https://www.nature.com/

Nature Energy doi: 10.1038/s41560-019-0387-1
・米国エネルギー省(DOE)のアルゴンヌ国立研究所の研究者らが、層状リチウム遷移金属酸化物正極用の新規なコーティングを開発。
・酸化化学気相成長法を用いて、層状酸化物カソード材料上に保護導電性ポリマー(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン))スキンを構築した。
・このスキン層は、リチウムイオンおよび電子の輸送を容易にし、望ましくない層状からスピネル/岩塩相への相転移、およびそれに伴う酸素損失を大幅に抑制し、粒界および粒内の機械的亀裂を軽減し、効果的に安定化する。
・このアプローチによって、高電圧動作下での容量と熱安定性を著しく向上させることを確認。
・二次粒子レベルと一次粒子レベルの両方の層状酸化物でこの保護皮膜を構築することは、高エネルギー、長寿命および安全なリチウムイオン電池に向けたNiリッチカソードのための有望な設計戦略となりうる。
<元記事>https://www.nature.com/articles/s41560-019-0387-1

著者一覧を見ると中国出身と思われる方が多い。政治的な問題はあるかもしれないが、中国の電池に対する熱意が感じられる。若い方が成長することは中国国内に良い影響を及ぼすことが期待できる。
一方で、日本は電池を主要産業にしようとここ数年足掻いているが、人材育成につながる具体的なアクションは起こしたのであろうか。

お気軽にご連絡ください。
●会員向けの購読依頼
まとめサイト担当:comment_x (at) arm-tech.jp
●電動化およびエネルギー関連の商品・サービス、電池戦略に関するご相談
大木:Hideki.Oki (at) arm-tech.jp

12 3月 2019

【ニュース】自己修復する電池部材、大容量型の寿命向上へ  :日本経済新聞

・北陸先端科学技術大学院大学松見紀佳教授らは、ホウ素やシリコンを含むポリボロシロキサンという高分子を改良して、電極に生じた亀裂を自己修復して塞げる電池部材を開発した。
・リチウムイオン電池の負極に使うと大容量になるシリコンで試すと、寿命が延びた。
・従来は充電すると膨張して割れやすくなる問題があった。数年後の実用化を目指す。
<元記事>https://www.nikkei.com/article/DGKKZO42212540Y9A300C1TJM000/

電池をリフレッシュできる技術は自動車メーカーが求めてきた技術の一つである。シリコンや割れに注目したことがいいのかは疑問い思うところがあるが、このような領域の研究が進むことを期待したい。

<弊社では、電池技術に関する調査分析、ご提案や支援を行なっております>

お気軽にご連絡ください。
●会員向けの購読依頼
まとめサイト担当:comment_x (at) arm-tech.jp
●電動化およびエネルギー関連の商品・サービス、電池戦略に関するご相談
大木:Hideki.Oki (at) arm-tech.jp

28 2月 2019

【ニュース】6分充電でEV320キロ走行! 東芝が新型リチウム電池を開発 – SankeiBiz(サンケイビズ)

出典:https://www.sankeibiz.jp/

・東芝は26日、急速充電が可能で、長寿命の新型リチウムイオン電池を開発したと明らかにした。
・小型の電気自動車(EV)の場合、6分の充電で従来に比べ約3倍の320キロを走行できるという。
・レアメタル(希少金属)の「ニオブ」を材料の一つとする酸化物を電池の負極に使い、高容量化を実現した。
・充放電を5000回繰り返しても、電池の容量を9割以上維持することを確認。
・2020年代前半の量産を目指す。
<元記事>https://www.sankeibiz.jp/business/news/190227/bsc1902270500002-n1.htm

400kWぐらいで充電ができるということであろうか。充電ステーションにも大規模の蓄電池が必要になるので、それにもこの電池を使用するのかもしれない。インフラが強い会社なので、電池の開発で終わるのでなくその電池を使いこなす充電ステーションも形にしてみてほしい。

<弊社では、電動車ビジネスに関する調査分析、ご提案や支援を行なっております>

お気軽にご連絡ください。
●会員向けの購読依頼
まとめサイト担当:comment_x (at) arm-tech.jp
●電動化およびエネルギー関連の商品・サービス、電池戦略に関するご相談
大木:Hideki.Oki (at) arm-tech.jp

26 1月 2019

【ニュース】フォルクスワーゲン 電池材料コーティング技術を研究するForge Nanoに1000万ドルを投資- Green Car Congress

・フォルクスワーゲングループは、Forge Nanoに1000万ドルを投資した。
・Forge Nanoは電池材料を atomic layer deposition (ALD)コーティングして新たなコアシェル材料を開発する技術を有している。
・Forge NanoのALDコーティングを施した正極、負極は電池寿命が最大200%向上する。
・また、正極のガス発生を60%減少させる。
・Forge Nano独自の固体電解質コーティングを使用することで、レート性能も向上する。
<元記事>https://www.greencarcongress.com/2019/01/20190123-vwforgenano.html

比較対象が明確に提示されていないので、効果の度合いについては評価しにくい。しかし、自動車用途を目的とした場合、このような技術によって電池の耐久性能をあげていく取り組みは注目されていく可能性は高い。
コート材料は無機物以外にも選択肢があるであろう。

<弊社では、電池技術に関する調査分析、ご提案や支援を行なっております>

お気軽にご連絡ください。
●会員向けの購読依頼
まとめサイト担当:comment_x (at) arm-tech.jp
●電動化およびエネルギー関連の商品・サービス、電池戦略に関するご相談
大木:Hideki.Oki (at) arm-tech.jp

15 1月 2019

【ニュース】EV電池、冷却器不要 東芝、装置2割小型に :日本経済新聞

・東芝は高温に耐えられる電気自動車(EV)向けのリチウムイオン電池を開発した。電池の劣化を防ぐ冷却器が不要になる。EVに搭載する電池関連の装置が2割ほど小さくなり、コストが抑えられる。2年以内の実用化を目指す。
・バインダーに熱で膨張しにくいポリアクリロニトリル(PAN)を用いた。80度で動作させて性能を詳しく調べたところ、1600回で約9割の容量を維持できた。従来の電池は900回ほどで約8割に下がっていた。
<元記事>https://www.nikkei.com/article/DGKKZO3992544011012019TJM000/

今回の高温特性は放電だけであろうか、それとも充電も含めてであろうか?充電も含めてであれば、世の中で注目されている急速充電にも効果がある可能性がある。

<弊社では、電池、電動車に関する調査分析、ご提案や支援を行なっております>

お気軽にご連絡ください。
●会員向けの購読依頼
まとめサイト担当:comment_x (at) arm-tech.jp
●電動化およびエネルギー関連の商品・サービス、電池戦略に関するご相談
大木:Hideki.Oki (at) arm-tech.jp

01 7月 2018

【論文紹介】High-energy lithium-ion battery using substituted LiCoPO4

出典:https://www.sciencedirect.com/

Journal of Power Sources Volume 388, 1 June 2018, Pages 52-56
・ハイドロ・ケベックと米国陸軍研究所(ARL)は、LiB正極材としてのオリビンLiCoPO4にCr、FeおよびSiを置換することで、容量劣化を抑制することを見出した。
・元素置換した Li-Co0.82Fe0.0976Cr0.0488Si0.00976PO4は4.8Vの電位(vs. Li/Li+)で167mAh/gの容量(800Wh/kg)であった。
・さらに、均質なカーボンコートを施すことで、100サイクル後の容量劣化をほぼ完全に排除した(ハーフセル)。
<元記事>https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775318303288?via=ihub

16 2月 2018

【論文紹介】From Surface ZrO2 Coating to Bulk Zr Doping by High Temperature Annealing of Nickel-Rich Lithiated Oxides and Their Enhanced Electrochemical Performance in Lithium Ion Batteries

Advanced Energy Materials, Volume 8, Issue 4, February 5, 2018 , 1701682; DOI: 10.1002/aenm.201701682
・Ni rich正極(NMC811)の表面改質によるサイクル特性向上、インピーダンス低減の報告。
・LiNi0.8Co0.1Mg0.12(NMC811)表面にZrO2でコーティングした。
・酸素下で800℃以上の温度でアニーリング後もZrO2が残存していることを確認。
・活物質表面へのZrのドーピングとZrO2コーティングが組み合わせれ、相乗効果によって寿命が改善する。
<元記事>http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201701682/full

02 2月 2018

【論文紹介】Genuine Unilamellar Metal Oxide Nanosheets Confined in a Superlattice-like Structure for Superior Energy Storage

ACS Nano, Article ASAP;DOI: 10.1021/acsnano.7b08522
・物材機構のプレスリリース”電池容量2倍、充放電5000回に耐える負極材 物材機構が開発 ”の元論文。
・酸化マンガンと炭素材料の「グラフェン」のナノシートを交互に積層した電池負極材料を開発した。
・リチウムイオン貯蔵として1325mAh/g,ナトリウムイオン貯蔵では795mAh/gの容量であり、充放電を5000回繰り返しても容量低下はわずかだった。
・高容量だが壊れやすい酸化マンガンをグラフェンで挟んだことで、充放電に伴う酸化還元反応を繰り返しても、構造が壊れにくかったと考えられる。
<元記事>http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b08522
<日刊工業新聞>https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00459932

10 1月 2018

【論文紹介】[4,4′-bi(1,3,2-dioxathiolane)] 2,2′-dioxide: A novel cathode additive for high-voltage performance in lithium ion batteries

出典:http://www.sciencedirect.com/

Journal of Power Sources Volume 378, 28 February 2018, Pages 112–118
・高電圧で使用するNMC正極用の電解液添加剤について。
・新規添加剤として亜硫酸塩系化合物[4,4′-bi(1,3,2-dioxathiolane)] 2,2′-dioxid(BDTD)を用いた。
・BDTDは電解液の酸化分解前に、正極表面に安定な被膜を形成し、電池使用時の電解液の分解を抑制する。
・これにより、長寿命化を達成するだけでなく、電解液の分解による抵抗上昇を抑制するするため、レート特性も向上する。
<元記事>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775317316282