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/ >>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。 >>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 >>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 >>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 >>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 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。 >>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 >>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 >>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 爆弾並みのエネルギー密度でも電解液の膨張爆発がないから感電と配線の火災がやばいくらいか >>148
揚水発電80%程度
バッテリー90%程度
33%で貯める意味とは？ >>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 >>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 >>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 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 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 >>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 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 普及製品は2030年ごろらしい
NHKの科学番組で見た >>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？ >>160
もうちょっと早く出来んかねえ
そんなに生きてねえよ 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 >>163
この研究の問題は可能／不可能を明らかにすることであって量産化は問題ではない 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 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。 >>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 電圧も電流も強力だけど、一瞬だからワット時に直すと大したことなくて残念なのが雷 >>168
おっと単位間違えてた
50C* 1億V = 50億J = 約1.4MWh
だな >>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 >>1
どうせ朝鮮で作ってる限り安全もへったくれもないのでは 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。 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 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 >>175
作って22日間使い続けたと言ってるだろ リチウムポリマー電池も手作りですぐ爆発するとか言ってた時代もあった 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！ >>164
まあ企業だから量産化せんと
いいけどね >>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。 >>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。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
