1: 伊勢うどんφ ★ 2014/02/13(木) 23:14:25.46 ID:???

ケンブリッジ大学は2月3日、従来の10倍以上の容量を持つシリコン型次世代リチウムイオン電池の内部反応を実験的に解析可能な技術を開発し、その反応機構を解明したと発表した。

同成果は、同大 先端光電子工学センターの緒方健博士(JSPSリサーチフェロー)、化学学部のClare Grey教授らによるもの。
詳細は、英国科学誌Nature Publishing Groupの「Nature Communications」に掲載された。

シリコンはリチウムイオン電池の負極に用いられ、従来の炭素を用いた電極の10倍以上の容量密度を有する。
そのため、スマートフォンやタブレット、ノートPCをはじめとするモバイルデバイス、および電気自動車などの高容量ニーズへの応用が期待されている。
しかし、電池の劣化原因となる作動中の詳細な反応機構は非常に複雑で、これまで良くわかっておらずシリコンの電極への応用は限られていた。

1つのシリコン原子は、最大で4つ程度のリチウム原子を吸収し合金化するため、充放電中にその体積は最大で300%程度の膨張・収縮を繰り返し、それが劣化へと繋がる。
また、合金は無秩序に原子が並んだ状態を主に取るため、従来の解析方法で詳細な原子レベルの情報を得ることは難しい状況だった。

そこで今回、研究グループは、体積膨張を緩和するシリコンナノワイヤと無秩序原子配列の定性・定量解析が可能な核磁気共鳴技術を組み合わせた用いた新しい測定システムを開発した。
さらに、同技術を用いることで、電池動作中の詳細な原子結合状態推移を複数回の充放電サイクルにわたり明らかにした。
この成果により、現在、負極中に部分的に使用されているシリコンの比率が急速に増加し、正極の開発状況に伴い、従来の数倍程度の容量を有する次世代リチウムイオン電池の開発が期待されるとコメントしている。

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マイナビニュース 2/3
http://news.mynavi.jp/news/2014/02/03/422/index.html

NATURE COMMUNICATIONS
Revealing lithium–silicide phase transformations in nano-structured silicon-based lithium ion batteries via in situ NMR spectroscopy
http://www.nature.com/ncomms/2014/140203/ncomms4217/full/ncomms4217.html



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2: 名無しのひみつ 2014/02/13(木) 23:19:31.13 ID:u8gZ2egc

よくわかんねえなぁ
ラジコンのバッテリーに使える?


3: 名無しのひみつ 2014/02/13(木) 23:19:40.46 ID:T7aVT7Vv

シリコン化合物って膨張係数が恐ろしく大きい気がするが。


4: 名無しのひみつ 2014/02/13(木) 23:23:24.65 ID:l4niHLX5

よくわからん
イゼルローン要塞で例えてくれ
ガイエスブルク要塞でもかまわん


5: 名無しのひみつ 2014/02/13(木) 23:24:59.73 ID:qPXDbfjt

え、ケンブリッジ大学さすがと思ったら、
中の人は日本人なのか。


6: 名無しのひみつ 2014/02/13(木) 23:25:13.06 ID:T7aVT7Vv

>早稲田大学理工学術院応用物理化学研究室の逢坂哲彌教授と門間聰之准教授
>らは、リチウム蓄電池材料としての新しいシリコン負極材料を開発しました。
>これまでの研究開発報告では、シリコン負極は充放電による膨張・収縮により
>電極が壊れやすく、およそ100回の充放電が限度でしたが、新シリコン負極
>材料はこうした電極の劣化を防ぐことに成功し、約7,000回の充放電が可能
>となりました。
http://www.waseda.jp/jp/news12/121015_lib.html
これだと電極の劣化を防げるとあるが膨張を防げるとは書いてないな。
どうやって膨張を抑えるんだろ。


7: 名無しのひみつ 2014/02/13(木) 23:31:23.22 ID:T7aVT7Vv

http://www.nims.go.jp/news/press/2013/03/p201303270.html
>実験の結果、充電反応に伴うシリコンの体積膨張は、理論的に推定されてきた
>値より大きな膨張を示すことが明らかとなった。これは、リチウムとシリコン
>の合金化反応がアモルファス相などを形成しながら進むためと考えられるが、
>その詳細なメカニズムについては、更なる検討が必要である。
バッテリー液が変動可能な車載バッテリーみたいのなら問題ないんだろうけど
円筒型やら密閉型だと過充電で液漏れなんだろうか。
樹脂製の容器にいれて体積膨張分も容器が変形して吸収するんだろうか。
3倍の体積になるみたいな検索があるんだけど。


11: 名無しのひみつ 2014/02/14(金) 00:07:49.83 ID:cL8zoyy6

>>7

つ【緩衝剤】


8: 名無しのひみつ 2014/02/13(木) 23:35:23.82 ID:PJ3gR23S

爆発の危険性をどう防ぐんだよ
実用化にはそこを防ぐ基礎技術が必要だろ


10: 名無しのひみつ 2014/02/14(金) 00:06:05.58 ID:oUxiy3xV

おがたけん


12: 名無しのひみつ 2014/02/14(金) 00:18:56.89 ID:I1Si4zUy

ナバロンの要塞をイワン砲が攻撃した感じ


13: 名無しのひみつ 2014/02/14(金) 02:17:36.53 ID:aEQqjViu

はやくiPhoneに実装してください


15: 名無しのひみつ 2014/02/14(金) 10:42:06.04 ID:HFzNLgvb

電池の改良はまだまだ進んでダイナマイト以上の爆発力も


16: 名無しのひみつ 2014/02/14(金) 10:43:29.96 ID:nn685x6/

すでに日本の量子電池が実用量産化寸前なんでしょ?


19: 名無しのひみつ 2014/02/14(金) 13:45:51.26 ID:k5yd4ePW

量子電池は1万サイクルでも劣化無しだったな
こーいう蓄電技術が次世代エネルギーサイクルには必須
(・∀・)イイヨー


21: 名無しのひみつ 2014/02/14(金) 19:32:24.25 ID:zqP8UUAP

この手の「従来の何倍の~~を実現」系の技術で実用化されたものって垂直磁気記録とFinFETしかない気がする
信越化学のといいこれといい本当に商品化できるのかよ・・・


22: 名無しのひみつ 2014/02/14(金) 21:22:18.38 ID:Se439ioR

エネルギー密度が高いと危険も大きい
温度の上昇や圧力や電圧異常で爆発


23: 名無しのひみつ 2014/02/14(金) 22:49:40.66 ID:IY2PtMyW

まあそれで行くとガソリンや灯油はもちろん、サラダオイルだって
リチウム電池などゴミみたいな物凄い密度なんですけどね


18: 名無しのひみつ 2014/02/14(金) 13:25:07.69 ID:cH0GDTks

容量もいいけど寿命が10倍になるようにしてほしい
そういうのって無理なんかな


引用元: 【工学】従来の10倍の容量を有する次世代蓄電池の反応機構を解明/ケンブリッジ大