[スポンサーリンク]

ケムステニュース

リチウムイオンバッテリーの容量を最大70%まで向上させる技術が開発されている

[スポンサーリンク]

スマートフォンや電気自動車の普及によって、エネルギー密度が高く充電効率も良いリチウムイオンバッテリーの需要は年々増加しています。しかし、リチウムイオンバッテリーの安全性や充電容量はまだ改良の余地があるといわれ、多くの研究者が研究・開発を続けています。そんな中、電極の材料を工夫することで従来のリチウムイオンバッテリーの性能を大きく向上させる技術を民間企業が開発し、2019年の商業化を目指しています。 (引用:Gigazine1月8日)

バッテリーに関する研究開発は電気自動車やモバイル機器の性能改善に直結するため、非常に盛んに行われています。今回の記事では、そのリチウムイオン電池の性能を飛躍的に向上する技術を持ったアメリカのベンチャー企業2社について紹介されています。まずリチウムイオン電池の構造ですが、下の図のようにリチウム酸化物を正極、グラファイトを負極としリチウムイオンが正極と負極の間を移動することにより充電と放電が行われます。充電をする際には、リチウムイオンが負極に貯蔵されるため、より多くのリチウムイオンが負極に貯蔵された方が容量が大きい電池となります。

リチウムイオン電池の構造(引用:ケムステ過去記事

そこで、負極の材料を炭素からシリコンに変えるとリチウムイオンの貯蔵量が飛躍に向上する(グラファイト:LiC6の形で貯蔵/シリコン:Li15Si4の形で貯蔵)ことが知られていますが、シリコンは充放電のたびに体積が大きく膨らんだりしぼんだりするという欠点があり、2016年にテスラがシリコンを混ぜた電池を開発したもののシリコンの量は最小限となっているようです。

カリフォルニアのベンチャー企業、Sila Nanotechnologiesでは、独自のシリコン負極を開発していて、バッテリーの厚さを67%薄くしつつ容量を20%向上することに成功しました。詳細な負極の構造は明らかにされていませんが、構造そのものは現在のグラファイトに負極に似ていて、その細孔の奥にシリコンが含まれているためシリコンによる体積変化が起きにくいとそうです。

Silaが米国エネルギー高等研究計画局に助成金を申請した際の資料、バッテリーは、ほとんど膨張していないことが赤のプロットからわかる。

Silaの創業者であり、ジョージア工科大学Gleb Yushinの教授は、負極が薄くしたことにより過充電による短絡が起きにくくなったと主張しています。BMWをはじめとするいくつかの自動車会社がSilaに興味を持っているものの、Yushin教授は最初の商業化のターゲットは、バッテリーのコストが決めてにならないウェアラブルだとしています。

Silaのプロトタイプバッテリー

シリコン負極は別のカリフォルニアのベンチャー企業であるEnovixも開発を進めています。Enovixでは、多孔性のシリコン負極と半導体製造プロセスを使った新しいバッテリーの構造を開発し、2017年には太陽電池に使われるシリコンウェーハを使ってリチウムイオン電池を製造すると公言していました。しかしながら、ウェーハを使う難しさが判明し現在は、通常の金属ホイルを使用したプロセスを開発しているようです。それでも負極にシリコンを使うことに変更はなく30から70%の容量を向上できると創業者でありCTOのAshok Lahiri氏は主張しています。

Enovixが開発しているリチウムイオン電池の構造(引用:How to Build a Safer, More Energy-Dense Lithium-ion Battery

この二つの会社の取り組みはリチウムイオン電池に関する研究で、これ以外に全固体電池などの新しい蓄電池の研究も盛んにおこなわれています。日常のすべてのモバイル機器に搭載されている電池ですが、今後の開発によっては毎日の充電という現代の日常の行為を大きく変えることになるかもしれません。

関連書籍

[amazonjs asin=”4822239470″ locale=”JP” title=”次世代電池2018″] [amazonjs asin=”B019EASNDC” locale=”JP” title=”バッテリーウォーズ 次世代電池開発競争の最前線”]

ケムステ関連リンク

Avatar photo

Zeolinite

投稿者の記事一覧

ただの会社員です。某企業で化学製品の商品開発に携わっています。社内でのデータサイエンスの普及とDX促進が個人的な野望です。

関連記事

  1. 酢酸エチルの高騰が止まらず。供給逼迫により購入制限も?
  2. 帝人、EV向けメンブレンのラインを拡充
  3. 『国際化学オリンピック』 日本代表が決定
  4. 化学系プレプリントサーバ「ChemRxiv」の設立が決定
  5. ウクライナ危機で貴ガスの価格が高騰、半導体業界も緊張高まる
  6. オゾンホールのさらなる縮小を確認 – アメリカ海洋大…
  7. 名城大教授ら会社設立 新素材販売
  8. 韓国へ輸出される半導体材料とその優遇除外措置について

注目情報

ピックアップ記事

  1. Ti触媒、結合切って繋げて二刀流!!アルコールの脱ラセミ化反応
  2. 骨粗しょう症治療薬、乳がん予防効果も・米国立がん研究所
  3. ノーベル化学賞まとめ
  4. 反芳香族性を示すπ拡張アザコロネン類の合成に成功
  5. メタンハイドレート Methane Hydrate
  6. Grubbs第一世代触媒
  7. 【追悼企画】鋭才有機合成化学者ーProf. David Gin
  8. 鉄カルベン活性種を用いるsp3 C-Hアルキル化
  9. ベンジャミン・リスト Benjamin List
  10. ローゼンムント・フォンブラウン反応 Rosenmund-von Braun Reaction

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2019年1月
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

注目情報

最新記事

【11/20~22】第41回メディシナルケミストリーシンポジウム@京都

概要メディシナルケミストリーシンポジウムは、日本の創薬力の向上或いは関連研究分野…

有機電解合成のはなし ~アンモニア常温常圧合成のキー技術~

(出典:燃料アンモニアサプライチェーンの構築 | NEDO グリーンイノベーション基金)Ts…

光触媒でエステルを多電子還元する

第621回のスポットライトリサーチは、分子科学研究所 生命・錯体分子科学研究領域(魚住グループ)にて…

ケムステSlackが開設5周年を迎えました!

日本初の化学専用オープンコミュニティとして発足した「ケムステSlack」が、めで…

人事・DX推進のご担当者の方へ〜研究開発でDXを進めるには

開催日:2024/07/24 申込みはこちら■開催概要新たな技術が生まれ続けるVUCAな…

酵素を照らす新たな光!アミノ酸の酸化的クロスカップリング

酵素と可視光レドックス触媒を協働させる、アミノ酸の酸化的クロスカップリング反応が開発された。多様な非…

二元貴金属酸化物触媒によるC–H活性化: 分子状酸素を酸化剤とするアレーンとカルボン酸の酸化的カップリング

第620回のスポットライトリサーチは、横浜国立大学大学院工学研究院(本倉研究室)の長谷川 慎吾 助教…

高分子材料におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用:高分子シミュレーションの応用

開催日:2024/07/17 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

そうだ、アルミニウムを丸裸にしてみようじゃないか

N-ヘテロ環ボリロキシ配位子を用いることで、アニオン性かつ非環式、さらには“裸“という極めて不安定な…

カルベンがアシストする芳香環の開環反応

カルベンがアシストする芳香環の開環反応が報告された。カルベンとアジドによる環形成でナイトレンインダゾ…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP