リチウムイオンバッテリーの倍以上の性能で発火の危険性がない「全固体リチウムバッテリー」の開発に成功［08/17］
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携帯電話のバッテリーやエコカーの駆動電源に用いるため、リチウムイオン充電池の研究は今でも盛んに行われています。特に研究者から注目されているのが、安全性と生産コストに優れた「全固体リチウムバッテリー」です。ミシガン大学が、従来のリチウムイオンバッテリーの倍の性能を持ち、劣化や発火する心配もないという、新しい全固体リチウムイオン電池を開発したと報告しています。
Battery breakthrough: Doubling performance with lithium metal that doesn’t catch fire | University of Michigan News
https://news.umich.edu/battery-breakthrough-doubling-performance-with-lithium-metal-that-doesnt-catch-fire/
1980年代に発明された、金属リチウムと液体電解質を使用した「金属リチウムバッテリー」は新しい技術として大きな期待を集め、NTTが発売したショルダー型携帯電話のバッテリーに採用されることで市場に登場しました。しかし、電極表面にデンドライトと呼ばれるリチウムの塊が析出し、最終的に電池のショートによって発火する可能性がありました。当時はこの問題を解決することができず、電極に金属リチウムを使用した充電池はやがて使われなくなってしまいました。
1991年にソニー・エナジー・テックが販売したリチウムイオンバッテリーは、電極に使うグラファイト(黒鉛)がリチウムイオンを吸収することでリチウムデンドライトの析出を防止するため、それまでの金属リチウムバッテリーに比べて安定していました。そのため、今に至るまで充電式バッテリーの主流はリチウムイオンバッテリーとなっています。
ただし、リチウムイオンバッテリーは、金属リチウムバッテリーよりも充電速度が圧倒的に速いものの、比容量・エネルギー密度は大幅に負けてしまいます。また、リチウムイオンバッテリーは充電を繰り返すことで少しずつ劣化が起きてしまう上に、発火の危険性も依然としてありました。
ミシガン大学の機械工学教授であるジェフ・サカモト氏は、金属リチウムバッテリーがデンドライトの析出によってショートしてしまうという欠点を解決するために、電極に用いる金属リチウムの表面をセラミック製の固体電解質でコーティングすることで物理的に安定させるというアイデアを思いつきました。度重なる実験の末、高温でコーティングしたセラミック電解質によって、デンドライトが析出しないような金属リチウム電極の開発に成功しました。
研究チームによると、この新しい電極を用いた全固体リチウムバッテリーは、リチウムイオンバッテリーとほぼ同じ速度で充電することができる上に、リチウムイオンバッテリーに見られるようなバッテリーの劣化が見られず、リチウムイオンバッテリーの倍以上の比容量・エネルギー密度が期待できます。
ミシガン大学の研究員であるネイザン・テイラー氏は「私たちは新しい金属リチウムバッテリーを22日間使い続ける実験を行いましたが、バッテリーの電極は一切劣化していませんでした。これほど長い間うまくいっている全固体電池は見たことがありません」と語っています。
セラミックを利用した全固体リチウムバッテリーが実用化されれば、現行のリチウムイオンバッテリーよりも小型で高出力かつ安定した充電池となり、携帯電話やノートPCだけではなく自動車(EV)への応用も期待できます。
https://i.gzn.jp/img/2018/08/17/lithium-solid-battery-breakthrough/a03.jpg
GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180817-lithium-solid-battery-breakthrough/ >>35
それってどういう意味？
産業の製品開発は、いろんな分野の学者、エンジニア、プランナー、ファイナンスの
知識やスタッフを前提にして作られているんだよ。あと、化学と物理ってどう違うの？
転がる距離を測るのが物理で、何かを混ぜてモノを合成するのが化学だと思う？
それとも大学の学部のお話？だとすれば何学部が化学で何学部が物理なの？
地球物理とか物理って名が付くと物理なの？材料科学とかいうと、化学なの？
例えば総合大学の理系学部を全部並べてこれは物理これは化学とか全部当てはめる
ことができるの？ あらゆる性能ポイントで従来リチウムイオン電池の数倍以上の性能が
確立されるまでは固体電池は量産されないだろう
となるとまだ7、8年先のことだろう 異次元空間に（何らかの方法で）エネルギーを蓄えておき、
それを３次元空間に（何らかの方法で）持ってくれば、
エネルギー vs 体積・質量 の問題は、一挙に解決してしまう。 充電しても劣化せずに
倍以上も持つだと？
完璧やん
製品化はよ >>1
主語を入れろよ…
ミシガン大学って、六文字入れるだけじゃねーかよ 乾電池のくせに液体が入っているリチウムがついに駆逐されるのか 爆発しないリチウムイオンバッテリーのニュースは色々出るけどどれが何やら 謎の女子高生の正体は？ 45年前に撮影されたモノクロ写真がカッコよすぎる
http://zsusu.savwhatsup.com/10709.jpg >電極に使うグラファイト(黒鉛)がリチウムイオンを吸収することでリチウムデンドライトの析出を防止するため、
グラファイト(黒鉛)電極は 昭和電工が70%くらいのシェアを今、持っている
急いで昭和電工の株を売ったほうが良いな >>1
菅野了次
ご本人さんですか？
かんりょうの単語登録？ まちがえた
>>14
菅野了次
ご本人さんですか？
かんりょうの単語登録？ >>4
と思うだろ？
実際はサイズを半分にして重量分燃費を良くして
性能をちょこっと上げるだけ >>60
水がコップに入っているかスポンジに染み込んでるかみたいな違いじゃね？ トヨタが開発したとの噂の全個体電池の性能がどれくらいかによるね
>>1を上回ってるなら、痛くも痒くもないだろうけど
もし同等かそれ以上なら、緊急事態になってるかもね この電池何度も開発に成功の記事を見ている気がするがどうなんだ 先に製品化、量産化して主流になった方の勝ちだけど日本はそこが苦手だからな
有機ELみたいにならなきゃいいけど サイエンスZEROで結構詳しく紹介されてたけど
サカモトはそれ見たんじゃねーの >>2
トヨタは全固体電池を２０２０〜２２年に実用化っていってるよな
これ研究内容としては２０年くらい遅いだろ < ｀∀´> それを発火させるトコロが腕の見せ所ﾆﾀﾞ
( ｀ハ´）兄さんも頑張って爆発させるｱﾙよ >>66
トヨタ、全固体電池EV 2022年導入へ 満充電、1時間未満
https://www.autocar.jp/news/2017/07/25/230401/
既にトヨタは実用販売まで計画してます。
中国に技術が漏れなければ、日本の独壇場な技術になるよ >>73
ホントは全固体電池をもっと早く投入できるけど
ハイブリッドで首位にいるうちはその技術で甘い汁吸って
他メーカーが全固体電池の実用レベルの特許とか出し始めたら
すぐに実用レベルの特許を大量出願して、他社を排除して
EVでも他を突き放して甘い汁吸う戦略なんじゃないかな〜と邪推してる 未来人「超ミニサイズ常温核融合電池のなかった時代は大変だったんだなあ」 >全固体リチウムバッテリーが実用化されれば
実用化されてから記事にしてくれ
研究段階のシロモノを一般人に紹介して何になるんだ？ >>75
いやそのとおり だよｗ HVでイケるところまで引っ張るのは既定路線 >>75
特許なんて、先に出されたら終わりなんだから、出せるものは出し惜しみなんてしないでしょ？ バッテリーが進化するのと無線給電の進化はどちらが速いのかな >>79
すでにプリウスが売れなくなってるから、2、3年以内にEVを投入しないとマズイのでは >>43
そんなことここの鰡ができるわけねーだろw
スレタイ詐欺を指摘される度に激怒するアホ。
いまは依頼スレでおっさん一人おだててスレタイ考えて貰ってる状況だぞw 怪しい話だなｗ
真偽は特許と論文揃えてからだ
そして実用化の勝負だ
製品としての性能、重量、安全性
もちろん製造コスト、量産スピード、形状や使用環境の幅広さとか
ラボレベルの、しかも詳細なデータ無し発表なんかどうでもいい
特許が絡むから簡単に全ては明らかになりにくい
つまりは、どこかのメーカーが製品化の発表した時点がスタートだよ
今はワイワイ憶測で楽しむ時だｗ 特許と論文とっても売れるわけじゃないよ。
そういうのは一杯ある。工学ってね、産業のための分野なんだよ。 >>27
衝撃で割れてショートでもしようものなら悲惨だぞ >>89
割れると回路が破綻するよ。
なんでいろんな会社が固体電池を必死に開発してるか知らないのかな。
知らないならそう書いてくれ。WikipediaのURLくらいは貼るからさ。 >>32
>本命はナトリウム固体電池なんだよね
よく燃えそうだなおいｗ >>73
技術情報開示しないと中共で商売できないから結局漏れるよ >>92
なんで開発〜量産の初期から海外で売ると考えてるの？
あなたの頭の中でどういう生産販売計画が詰まっているのかな。
自分の知識の前提を時々考えてみてほしい。
そして教えてくれないかな。
あんたみたいな人は多いんだけど、なんでそういう自覚なく知らないことを語り出すのかってのはすごく興味ある。 >>88
そういうのがたくさんある中から産業技術が進歩するんだよ
まさかはじめから実用化100％のものしか意味がないと思ってんならアホ
結果として売れなかったから無意味とかいう考えが無意味 >>39
理論的には４元エネルギー密度の４次元積分で全エネルギーを定義した場合
エネルギー保存則が敗れてしまうな
異次元のエネルギー密度も考慮して、異次元の部分についても積分できるか
それについてもうまくエネルギー保存則が敗れないようにようにしないといけないな 産業スパイされちゃったのか・・・
日本の大学のセキュリティなんてザルだからな・・・ すでに世界各国は2020年燃費規制を法制化しており実施は確実な情勢だ。
これをクリアするためには市販車の大半をEV（電気自動車）にしなければならない。
出来なければメーカーは巨額の罰金を支払う羽目になりそれは会社とも必死で
回避するだろう。
残念ながら2018年現在の現状は電池性能がまだまだ実用的には難あり。
それをカバーするため充電スタンドで自動交換式の電池ユニットを採用する
アイデアなどがある。
また高速道路などでは無線給電のアイデアもありこれらが実用化できれば
EV社会の到来は意外と早いかもしれない。 >>76
トヨタはその核融合の研究にも出資している >>97
何を妄想してそういう話になったのか理解できない。
産業よりも日本語を学んでほしい。
自覚なく他人の言葉から他意を読み取ることが多いと社会生活できなくなるよ。 >>84
> すでにプリウスが売れなくなってるから
7月はビッツ、カローラに抜かれて5位だけど1月〜6月はずっと3位以内で平均１万台以上売れてるんだが… いやだからね
実用化に成功して更に長期的な耐久性・安全性は？更にコストに見合うのか？
となると色々高すぎるハードルがあるわけだよ
現在のEVメーカーはそれなりに実績があるんだから 全固体電池の実用化が加速か：
安価で汎用的な固体電解質材料を発見
東京工業大学の菅野了次教授らの研究グループは2017年7月、全固体リチウムイオン電池の実用化を加速させる可能性があるという新たな固体電解質を発見したと発表した。
http://eetimes.jp/ee/spv/1707/25/news030.html
全固体電池とは、この有機系液体電解質を無機系固体電解質にしたもの。
東工大・菅野教授×トヨタ加藤博士の研究により、Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3という材料が発見された。
本材料は、有機電解質比2倍ものイオン伝導率を誇る超イオン伝導体だという。
https://motor-fan.jp/tech/10000737 >>90
そりゃ回路は破綻するだろうさ
でも過度の衝撃を受ければ機械的な破壊は免れないし、電解質にセラミックを使うっていうなら尚更だ
自動車用とかなら車体の構造で相当の衝撃は吸収できるし保護回路もちゃんとしたものを積めるだろうが、
>>27 のいうような電動スケボーに使うには余りに恐すぎる、容易に破壊につながるダメージを受けそうだし、十分な保護回路を積むには小さすぎる >>80
特許には有効期限があるからね。
15年だったか20年だったか
実用化のめどが立ってない時点で焦って出すと
実用された後に保護できる時間が短くなる。
まあその時は、従来特許で公表してなかった「追加で実際は必要な技術」を追加で盛った
特許を出願して、特許の延命を図るんだけどね 特許は先願主義だから、もったいぶったり実用化の目処立ってから出願なんてアホなことはやらない >>110
自社内で研究所でもいいので既に秘密裏に開発してた事を証明できれば
万一他社が同じ内容の特許を出しても、自社は特許料を払う必要はなくなるので
実際、特許を出すタイミングは慎重に図ってると思うな。
まあ>>109の延命特許が何段階も用意できていれば、
研究所レベルで開発次第、出願してるかもしれないけど。
毎年1兆以上の最終利益が出るモンスター企業だから
そこら辺の大学に研究開発で負ける可能性は低いし
必要な特許はその日の内にも出願できるレベルで明細書を完成させているだろう。 >>80
特許は内容を公開する必要あるからものによってはあえて特許出さないとか普通にある >>112
アメリカも先願主義に切り替わるからそれはない
もう少し特許事情を調べたほうがいい >>113
当たり前のことだが、黒字になる見通しが立たないと作れない うちの研究所だと
機密事項で真似された時に証明が難しいのとかは
特許出さないとか普通にあるけどな
もちろん、実験データをまとめておいて、「先にやってました」の証拠づくりはするけどね。 研究室に20年以上も引きこもっていて
ある日、大発明だと思ったらとっくに実用化ま近だったなんて可哀想すぐる >>118
そこからまた新しい研究が始まるので無駄にはならんよ、資金が続けばだが こういう話題多くない？
出す出す詐欺なようで、期待できない 固体ガラス電解質にナトリウムを用いた全固体電池だよ
既にリチウムイオンの3倍のエネルギー密度を保持できる事が確認されてる 原文みたけど酸化物系の電解質を使ってるみたいだね。上に挙がってるトヨタや東工大がやってる硫化物系とは別物。酸化物系は取り扱いがしやすいので、硫化物より量産には向いてるはず。スペックは見てないので自動車用で使い物になるのかはよくわからん >>123
酸化物系は界面抵抗が高すぎて量産の難しさは硫化物系以上だぞ
容量は諦めて小型の薄膜電池に留めるか、超高温焼結の量産プロセスを確立するか、焼結不要の酸化物材料を発見するか
前途多難 まだ10年以上はリチウムイオン電池の時代が続く
その間に10〜40％ぐらいは容量が増える >>107
トヨタのカタログスペック通りなら爆弾並みのエネルギー密度やな。
大型車のマン充電でショートなんてしようものなら‥ 固体電解質では内部短絡は起こらないんだが
電極の析出もないしね 何度充放電繰り返しても劣化しないバッテリーはよ
もうバッテリーの劣化を気にしながらノートPCやスマホを使うのはイヤだ まあ、どこの研究も固体電解質、脱リチウムの方向だから
いずれは登場するよ
そうなったらまた別の不平言い出すんだろうけど 理系で水素社会を推進するような研究成果を出すのは馬鹿
無駄飯食いの商社を儲けさせるだけ
理系がやるべき研究は、自宅のソーラーパネルで電気を全
て自給できるようにする研究や、自宅で水から水素作って
エネルギーを全て自給出来るようにする研究
要するに、エネルギーを無駄飯食いの商社を介さずに得ら
れるようにする研究
トヨタのミライを出すのは自宅で水素を自給出来るように
なってからでないとダメ
そこを理解してない理系が以外に多い事に驚く
あなたが水素社会を推進する研究をする事になったら、わ
ざと間違えた方向に研究を進めたり、重要なデータを見な
かった事にしてスルーしたり、文系男の真似して会社でボ
ケーとして給料貰っとけばいい
うちは今月エアコン遠慮なく使っても、ソーラー発電で電
気代０円どころか５万円貰える
皆でソーラーパネルつければ商社潰せる段階に来てる >>129
まさに全固体電池が劣化しない方向への進化だぞ
バッテリー劣化の一因である電解液分解が
固体電解質では起きないから
現状では他の要因で劣化してしまうからまだまだ開発は必要だけど >>611
https://www.reddit.com/r/teslamotors/comments/65pt0k/tesla_2170_battery_cell_specifications_calculated/
調べてきた。
体積エネルギー密度
NCM811 650wh/Lくらい 1kWhあたりコスト150ドル
テスラ（パナ）18650 760.6wh/L 1kWhあたりコスト180ドル
テスラ（パナ）2170 877.5wh/L 1kWhあたりコスト135ドル
トヨタ全固体電池 400wh/L(つд⊂)ｺﾞｼｺﾞｼ 400wh/ 1kWhあたりコスト推定2000ドル以上 L( ﾟдﾟ)ﾎﾟｶｰﾝ
なんやこれ？20年は来んぞ >>134
誤爆か？
2020年に全固体電池が普及価格帯に来ることは有り得ないが
"セル当たり"の体積エネルギー密度だけ見てても真っ当な比較にはならんぞ じゃあどれくらいなら普及すると思っているんだい？
使う材料も同じで劇的に価格を下げれるように思えないんだが。
BMS排除で試算しても1500wh/L 1kWh200ドルくらいにならないと勝負にならないとおもう。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
