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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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0001しじみ ★2018/08/17(金) 14:38:54.28ID:CAP_USER
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/
0138ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/19(日) 10:13:40.54ID:UsdX5lbL
>>137
BMS抜きにしても、電池パックに占めるセル体積率が電解液系と全固体系とで倍近く違うから
セルのエネルギー密度だけで比較する意味ない

って指摘だよ
0139ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/19(日) 10:56:39.25ID:gkKv/AA+
>>127
せやで
でもガソリンだって同じだからな
だから車屋は事故防止にめっちゃ気を使ってるし、我々ドライバーも事故らないように十二分に気をつける必要があるんやで
0140ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/19(日) 13:50:01.79ID:lmCaaY1w
>>116
じゃあいつ黒字の電池出来るんだよ
永遠に無理じゃん
0141ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/19(日) 14:09:46.06ID:O8+vQoLP
>>132
実際に製品として劣化しないバッテリーが出てきて
俺ら一般ユーザーが恩恵を受けられるのは何年後かな
今から待ち遠しいわ
0142ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/19(日) 14:18:04.96ID:8PMMwTPV
まーた、できました詐欺w 量産できましたニュースにしろよ。
0143ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/19(日) 15:11:36.71ID:lmCaaY1w
>>141
何年つーか
出来ない
0144ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/19(日) 16:28:52.22ID:/dKQSVl9
>>128
充電状態では金属リチウムが析出するっての

この固体電解質では内部に析出して電解質を壊すことなく表面にうっすら析出するってこと
0145ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/19(日) 21:58:11.67ID:akhiDDPF
おいチョッパリ話があるニダ
0146ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/20(月) 08:47:04.59ID:OYw/TCNF
>>131
本当に理系なら水から電気で水素作ったら無駄だってわかるから
そのまま電気使うよりも、一旦水素にしたらエネルギー1/3になっちゃうからな
0147ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/20(月) 09:25:10.19ID:r4OnlDzs
>>37
キモすぎるこいつ。。。
0148ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/20(月) 09:52:17.36ID:HxeDRVkG
>>146
理系だが効率33%で大きなエネルギーを貯蔵できるってのは未だに大きなメリットなのでな、だから水素に期待があるんだよ
もっとエネルギー効率の高い電気エネルギー貯蔵手段が実用化されるまでは水素も必要
0151ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/20(月) 12:45:08.47ID:8wHAhPY+
>>150
そいついつもの水素気違いだろ

そもそも水素を自動車で使うために家庭で高圧充填とか無理ゲーなんだから放置しとけよ
0152ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/20(月) 12:47:24.69ID:HxeDRVkG
>>150
貯めておける、(流体として)流せる、電気で作る以外に製鉄(コークス生産)の副産物としても作れる
揚水はそもそも車載関係ないし、バッテリーは重量と材料のコストに難がある
0153ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/20(月) 13:24:21.99ID:OYw/TCNF
>>152
>貯めておける
バッテリも電気貯めておけますが
エネルギー密度の話?

>(流体として)流せる
電気も電線に流せますがw
パイプか銅線かの違い
流体だからどういうメリットが有るかを書くべき

>電気で作る以外に製鉄(コークス生産)の副産物としても作れる
今複製水素は燃料と一緒に燃やしてる
つまり、副生水素を転用するならその分の燃料が必要なわけでタダじゃないからな

>揚水はそもそも車載関係ないし
誰も車載に限った話してない

>バッテリーは重量と材料のコストに難がある
FCVはFCスタックにもっと難があるけどな
0154ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/21(火) 04:47:21.29ID:MMKNtV3C
いいから早く市販品作れよ
0155ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/21(火) 15:39:04.70ID:EBnpXg2N
バッテリー技術が進化すればいくらでも未来がある電気自動車

ガソリン燃料に依存するためこれ以上の効率化は困難なガソリン車

あー未来がみえるなこれは
0156ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/21(火) 17:27:31.02ID:ssu8vU8Y
2、3年以内にリチウムイオン電池の容量が、負極電極材の改良により
10%〜30%アップすることは確実
0157ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/21(火) 17:50:00.72ID:6N2aOBW9
>>32
リチウムの7倍の原子量とリチウムを大幅に下回る起電力しかないナトリウムを使うとか正気かよw
重量あたりのエネルギー密度と高い起電力がとりえのリチウム電池の代わりになるかよ

ナトリウム電池なんてジュール・ベェルヌの海底二万海里のノーチラス号の動力にも出てくるようにおよそ150年前から考えられている代物だぞ
もう少し考えてからレスしろ
お前さんが考えることなんぞ世界の天才が見落とすわけがなかろう
0158ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/21(火) 17:58:10.81ID:gjkQK397
ナトリウムイオンバッテリの全個体版ってことでしょ?
ナトリウムイオンバッテリ自体はまだまだ実用化出来てないはず
0160ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/21(火) 21:55:50.87ID:lPrLkrIj
普及製品は2030年ごろらしい
NHKの科学番組で見た
0161ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/22(水) 05:15:53.11ID:LPeP8HVk
>>157
確かに重くなる(原子量は3倍だけど)から、車載には向かないかもしれないが、研究は今でもされてるじゃん。
安くなるのがメリットだろ?
再生可能エネルギーのバッファ用には有力じゃない?
0163ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/22(水) 06:43:07.65ID:AB78l0l3
問題は量産に成功という報告な、
単品が作れても量産できないない時点で市場にはでてこない。
素材の単価やすくても工場運営に桁違いの金がかかるなら(ry
0165ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/22(水) 16:26:42.44ID:ympTg8G0
>>164
でも量産化して欲しい技術やろ
0166ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/22(水) 22:06:44.59ID:/2y56kvl
このバッテリーを製品化して雷を蓄電出来るようになれば嬉しいな
0167ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/24(金) 06:06:15.09ID:cIxGcb+t
雷の蓄電って理論的に出来るの?
素人考えだと、地上の設備で待ち受けてても、落ちた時って、放電した後だから、あまりエネルギー取り出せないような気がするんだけど?
勿論、超大容量、超高速のキャパシタのようなものが出来たという前提でね。
0168ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/24(金) 09:51:29.55ID:fhsBIo4j
>>167
実測値があるから見てみたらいいよ

風車の落雷の実機計測実績
https://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/444/444017.pdf

ここで計測された値では、最高700クーロンの電荷量が観測されてる
平均50クーロンくらい?
雷の電圧は200万〜10億ボルトと幅広いが、1億ボルトとしよう
そうすると風車を通過する雷のエネルギー量は

50C* 1億V = 50億J = 約1.4MW

一般家庭100軒の1日分の消費電力程度かな
まぁ強い雷だと電圧・電荷量10倍とかもあったりするし、時期や条件によって100倍になったりもするかもしれない
0171ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/08/24(金) 22:39:20.06ID:wyQDnEjh
>>98
破れたら何か問題でも?
パラダイムシフトが起こるだけでしょうが
0173ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/09/09(日) 14:43:38.76ID:LSfI4zPT
発火というのは化学反応であり、発火する温度に達しないと化学変化は起こらないか
小さい変化にとどまる
水素と酸素が水の中で高濃度で隣接しても化学反応で燃焼が発生しないのと同じだ。

爆発事故のほぼほとんどが低温で融け熱を放散できないリチウムポリマー電池であり、
ポリマーではない円筒型金属筒のバッテリーが比較的安全なのは、燃焼温度まで上がりにくい
絶縁となるセパレータが破れて電極がショート(発熱)しにくいからだ。
リチウムポリマーではないそれらは金属の部分で重量が重いが煙だけで収まり人身事故には
なりにくい。金属が化学反応を停滞させ反応がゆっくり起こるってことだよ。

今回の全固体電池のようなそれは固体なのでリチウムが金属化しにくいとか、変形しにくいとか
内部の電極におけるデンドライト成長が起こりにくい、故にリチウム金属そのものが危険物質
なのだがそれに着火する暴走反応になる状況に至らないってこと。
0174ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/09/09(日) 14:59:27.13ID:3wENdVmj
>>173
分かりやすい。ありがとうございます。
0175ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/09/10(月) 03:20:07.07ID:sKyWv8NQ
成功したのに何故作らないのか?不思議だ
0176ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/09/10(月) 06:43:28.79ID:JF+cnUUI
劣化しないってやばくね
革命やん
0177ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/09/10(月) 07:14:36.17ID:VXlfx1qN
モバイルバッテリーってアマゾンみたら安いのいっぱいあるけど、
安いやつって20000ってかいてて7000もいかないらしいよ
最低限アンカーぐらいにしといたほうがいいよ 安いやつ怖い 火事もある
0178ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/09/10(月) 08:02:10.92ID:d5jlIkHI
100人体制で研究開発してるとする
50人は特性検査
50人は1日1個試作する
一月1500個の試作品が出来上がる
このレベルで試作品出来て
何年もかけてまともな電池1個も出来ないんだから
夢も希望もないくそ電池って事だわな
0179ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/09/11(火) 18:16:46.01ID:8SsHSFe0
>>175
作って22日間使い続けたと言ってるだろ
0180ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/09/11(火) 18:17:53.45ID:8SsHSFe0
>>178
てめぇの勝手な仮定で決めつけるなw
0181ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/09/11(火) 18:58:23.92ID:gVKtc/B5
gatoooさんが駆除してくれるさ
0183ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/09/17(月) 18:48:46.96ID:8vjXXnk4
15Wから始めるベランダ太陽光発電入門
https://plaza.rakuten.co.jp/denkyupikaso/diary/201809080000/

15W=携帯電話などの充電、小型扇風機の使用、電球を点ける、など
震災後

光熱費がどんどん減っていく楽しみを!
0185ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/09/19(水) 08:10:03.49ID:DI44fUlK
>>148
>効率33%で大きなエネルギーを貯蔵できる
短期で効率よくても長期でタンク等が劣化する問題解決できなければ無理がある、
水素による貯蔵部分の脆弱化がなければ効率はいいといえる。
0186ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/09/19(水) 09:10:32.95ID:Ku7PMAw+
>>148
揚水発電は7割あるんじゃなかったか?
形を変えて、揚水発電のようにでかいダムとか使わない位置エネルギー系エネルギー蓄積を考えるのは水素よりはましかと。
水素は高効率な高温水蒸気電解などがものにならないと無理。
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