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。

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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。

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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。

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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。

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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

28 12月 2017

【論文紹介(オープンアクセス)】Ultrafast all-climate aluminum-graphene battery with quarter-million cycle life

出典:http://advances.sciencemag.org/

Science Advances 15 Dec 2017:Vol. 3, no. 12, eaao7233 DOI: 10.1126/sciadv.aao7233
・浙江大学の研究者が、急速充電可能なアルミグラフェン二次電池を開発した。
・正極にアルミニウム金属、負極にグラフェンフィルムを用いたこの電池は、数秒で完全充電でき、さらに、数十万サイクルの設計寿命を有する。
・250,000回の充電後に、その容量の90%以上を維持し、400A/gの電流密度で129mAh/gの容量が得られる。
<元記事>http://advances.sciencemag.org/content/3/12/eaao7233

07 12月 2017

【論文紹介】A Simple Prelithiation Strategy To Build a High-Rate and Long-Life Lithium-Ion Battery with Improved Low-Temperature Performance

Angewandte Chemie International Edition (2017). DOI: 10.1002/anie.201710555
・低温における入力特性が改善された、高速で長寿命のリチウムイオン電池について。
・リチウムリッチバナジウムリン酸Li3V2(PO4)3正極とハードカーボン負極を組み合わせた。
・Li3V2(PO4)3は初回効率が低いが、その戻ってこないリチウムイオンは結果的にハードカーボンをプレドープすることになる。
・ハードカーボンはグラファイトに比べて充放電による体積変化が小さく長寿命であり、リチウムイオンの受け入れ性にも優れている。
・結果として、最大エネルギー密度208.3Wh/kg、最大出力密度8291W/kg、および2000サイクルの長寿命を示す。
・さらに、-40℃の低温においても室温の67%の容量を維持する。
<元記事>http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201710555/abstract