[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

ケムステ関連リンク

Zeolinite

Zeolinite

投稿者の記事一覧

企業の研究員です。最近、合成の仕事が無くてストレスが溜まっています。

関連記事

  1. デュポン子会社が植物性化学原料の出荷を開始
  2. 結晶構造と色の変化、有機光デバイス開発の強力ツール
  3. 杏林製薬 耳鳴り治療薬「ネラメキサン」の開発継続
  4. ライオン、男性の体臭の原因物質「アンドロステノン」の解明とその抑…
  5. 三菱化学、酸化エチレン及びグリコールエーテルの価格を値上げ
  6. スイス医薬大手のロシュ、「タミフル」の生産能力を増強へ
  7. 住友化学、硫安フリーのラクタム製法でものづくり大賞
  8. ダニを食べ毒蓄積 観賞人気のヤドクガエル

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. ナノチューブを簡単にそろえるの巻
  2. 人名反応に学ぶ有機合成戦略
  3. シクロプロパンの数珠つなぎ
  4. 徒然なるままにセンター試験を解いてみた(2018年版)
  5. Merck 新しい不眠症治療薬承認申請へ
  6. スポットライトリサーチムービー:動画であなたの研究を紹介します
  7. 大阪近海のアサリから麻痺性貝毒が検出される
  8. 萩反射炉
  9. 新型コロナウイルスをブロックする「N95マスクの95って一体何?」などN95マスクの秘密が一発で分かるムービーが登場
  10. 硤合不斉自己触媒反応 Soai Asymmetric Autocatalysis

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

2021年化学企業トップの年頭所感を読み解く

2021年が本格始動し始めている中、化学企業のトップが年の初めに抱負や目標を述べる年頭所感を続々と発…

転職を成功させる「人たらし」から学ぶ3つのポイント

転職活動を始めた場合、まずは自身が希望する職種、勤務地、年収などの条件を元にインターネットで求人を検…

mRNAワクチン(メッセンジャーRNAワクチン)

病原体のタンパクをコードしたmRNAをベースとしたワクチン。従来のワクチンは、弱毒化・不活化した病原…

第139回―「超高速レーザを用いる光化学機構の解明」Greg Scholes教授

第139回の海外化学者インタビューはグレッグ・ショールズ教授です。トロント大学化学科(訳注:現在はプ…

分子の対称性が高いってどういうこと ?【化学者だって数学するっつーの!: 対称操作】

群論を学んでいない人でも「ある分子の対称性が高い」と直感的に言うことはできるかと思います。しかし分子…

非古典的カルボカチオンを手懐ける

キラルなブレンステッド酸触媒による非古典的カルボカチオンのエナンチオ選択的反応が開発された。低分子触…

CEMS Topical Meeting Online 機能性材料の励起状態化学

1月28日に毎年行われている理研の無料シンポジウムが開催されるようです。事前参加登録が必要なので興味…

カルボン酸に気をつけろ! グルクロン酸抱合の驚異

 カルボン酸は、カルボキシ基 (–COOH) を有する有機化合物の一群です。カルボン…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP