[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

The following two tabs change content below.
Zeolinite

Zeolinite

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. 2015年化学10大ニュース
  2. Jエナジーと三菱化が鹿島製油所内に石化製品生産設備を700億円で…
  3. 頻尿・尿失禁治療薬「ベシケア」を米国で発売 山之内製薬
  4. 分子標的薬、手探り続く
  5. 白い粉の正体は…入れ歯洗浄剤
  6. 第15回光学活性シンポジウム
  7. 平成をケムステニュースで振り返る
  8. 総合化学4社、最高益を更新 製造業の需要高く

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 最近の金事情
  2. グラーメ・モード Graeme Moad
  3. コールマン試薬 Collman’s Reagent
  4. トマス・リンダール Tomas R. Lindahl
  5. 界面活性剤のWEB検索サービスがスタート
  6. ヨードラクトン化反応 Iodolactonization
  7. 金属を超えるダイヤモンド ーボロンドープダイヤモンドー
  8. 『リンダウ・ノーベル賞受賞者会議』を知っていますか?
  9. アメリカ大学院留学:TAの仕事
  10. デーリング・ラフラム アレン合成 Doering-LaFlamme Allene Synthesis

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

強塩基条件下でビニルカチオン形成により5員環をつくる

LiHMDSと弱配位性アニオン塩触媒を用いた分子内C–H挿入反応が開発された。系内で調製したリチウム…

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

経済産業省は1日、日韓の信頼関係が著しく損なわれたと判断し、韓国向けの輸出管理を強化すると発表した。…

Mestre NovaでNMRを解析してみよう

日本ではJEOLのマシンが普及していることもあり、DeltaでNMRの解析をしている人が多いとは思い…

奈良坂・プラサード還元 Narasaka-Prasad Reduction

概要βヒドロキシケトンを立体選択的に還元し、syn-1,3-ジオールを与える方法。anti-1,…

CASがSciFinder-nの画期的逆合成プランナーの発表で研究・開発の生産性向上を促進

CAS launched a computer-aided retrosynthetic analy…

CRISPR(クリスパー)

CRISPRは、clustered regularly interspaced short pali…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP