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充電

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1: 2017/03/07(火) 18:57:24.71 ID:CAP_USER9
 米テキサス大学は2月28日(現地時間)、従来のバッテリよりも高性能な新固体電池を開発したと発表した。

 これはリチウムイオンバッテリの共同開発者である、John Goodenough教授率いる研究チームが開発したもので、従来のバッテリと比較して、より安全かつ高速に充電可能で、長寿命なバッテリの実現に繋がるものであるとしている。

 研究チームによると、新固体バッテリセルは、現在のリチウムイオンバッテリ比で少なくとも3倍のエネルギー密度を有することを実証しており、充電レートも数時間単位から数分単位へと高速化が可能になるとしている。

 従来のリチウムイオンバッテリは、有機溶媒などの液体電解質と、正極負極に黒鉛やコバルトなどを用いているが、今回開発された固体バッテリは、アルカリ金属アノード(リチウム、ナトリウム、カリウム)を使用し、
カソードのエネルギー密度向上、長期間のサイクル寿命を実現。実験では、低セル抵抗で1,200サイクル以上を達成した。

 電解質に固体ガラスを採用するのも特徴で、-20℃という低温環境下でも高い導電率を有するため、電気自動車などに搭載した際に想定される、氷点下の屋外などでも動作する。なお、固体バッテリセルとしては、
初の60℃以下で動作可能なものだという。

 ガラス電解質は、バッテリセルの製造を簡単にするというメリットもあるほか、急速充電時に発生しうる短絡(ショート)の危険がない。加えて、ガラス電解質は海水から抽出でき、広く入手可能なため、リチウムを低コストで置換できるとする。

続きはソースで

http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1048008.html
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引用元: 【技術】リチウムイオンバッテリ開発者らが、安全かつ急速充電可能で長寿命な固体バッテリを開発 [無断転載禁止]©2ch.net

リチウムイオンバッテリ開発者らが、安全かつ急速充電可能で長寿命な固体バッテリを開発の続きを読む

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1: 2016/04/19(火) 21:36:35.77 ID:CAP_USER.net
【プレスリリース】電池中の酸化物イオンで充電と放電 ―高エネルギー電池のブレークスルー― - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/45707


発表者

山田淳夫(東京大学 大学院工学系研究科化学システム工学専攻 教授)

大久保將史(東京大学 大学院工学系研究科化学システム工学専攻 准教授)


発表のポイント

•リチウムなどの希少元素を使用しない次世代電池の候補であるナトリウムイオン電池(注1)のプラス極(注2)を開発した。

•開発したプラス極では、酸化物イオン(注3)の酸化と還元により充電と放電が進行することが分かり、遷移金属(注4)からのみ電子を取り出す従来型のプラス極に比べて 1.4 倍の電気量を蓄えることが可能となった。

•さまざまな物質中に多量に含まれている酸化物イオンによる充電と放電が実現したことで、電気自動車などに搭載可能な高エネルギー密度の電池開発が可能となる。


発表概要

 携帯機器などに利用されているリチウムイオン電池(注5)は、希少資源であるリチウムやコバルトを使用することから、代替技術の開発が急務となっている。その中で、リチウムをナトリウムに置換したナトリウムイオン電池は、特に実現性が高いと考えられており、元素戦略という国家的エネルギー戦略の観点からも開発が強力に推進されている。

 実用可能な水準までナトリウムイオン電池を高機能化するためには、ナトリウムイオンを吸蔵・放出する化合物の対(プラス極とマイナス極、注2)を開発することが求められる。特に、長時間のエネルギー供給を可能とする電池には、プラス極とマイナス極における高密度な酸化・還元反応、すなわち、充電・放電が可能な新しい化合物の開発が期待されてきた。

 東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻の山田淳夫教授、大久保將史准教授らの研究グループは、層状の酸化物に多量に含まれる酸化物イオンが酸化・還元反応を示すことを発見した(図1)。従来、このような反応を起こそうとすると酸素が乖離したり、結晶の構造が変化したりして安定な酸化・還元反応は起こらないとされてきた。また、詳細な解析により、この酸化物イオンの酸化・還元反応の発生には、協同的な構造の歪みが鍵になっていることを明らかにした。発見された酸化物イオンの酸化・還元反応は非常に安定に繰り返すことが可能であり、遷移金属からのみ電子を取り出す従来型のプラス極に比べて 1.4 倍の電気量を蓄えることが可能な高性能プラス極として機能することも確認された。‘酸化物’という極めて多様な物質群の基本構成単位である酸化物イオンが酸化・還元反応を示し、ナトリウムイオン電池のプラス極として機能する、という本発見は、今後、電気自動車などに搭載可能な高エネルギー密度の電池開発に大きく貢献すると期待される。

 なお、本研究成果の一部は、日本学術振興会科学研究費補助金特別推進研究(No.15H05701)、および、文部科学省元素戦略プロジェクト<研究拠点形成型>「京都大学触媒・電池元素戦略研究拠点ユニット」(研究代表者:田中康裕 京都大学大学院工学研究科教授)による支援を受けて行われた。

続きはソースで

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引用元: 【電気化学】ナトリウムイオン電池のプラス極を開発 電池中の酸化物イオンで充電と放電 高エネルギー電池のブレークスルー

ナトリウムイオン電池のプラス極を開発 電池中の酸化物イオンで充電と放電 高エネルギー電池のブレークスルーの続きを読む

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1: 2016/03/30(水) 21:20:28.94 ID:CAP_USER.net
―RISINGプロジェクトの成果を学会発表―

2016年3月28日
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
国立大学法人京都大学

NEDOのプロジェクトにおいて、京都大学、産業技術総合研究所などの研究グループは、
リチウムイオン電池の性能限界を凌駕する新しいコンセプトの蓄電池(リザーバ型蓄電池)の開発に取り組み、従来不活性とされてきた電池系において充放電特性の向上等に成功し、500Wh/kgを見通す革新型蓄電池の基礎技術の構築に向けて大きく前進しました。

本研究グループは、2016年3月29日~31日に大阪で行われる電気化学会第83回大会において、この研究内容を発表します。

1.概要

プラグインハイブリッド自動車(PHEV)や電気自動車(EV)における走行距離を伸ばすため、従来のリチウムイオン電池(LIB)の性能を遥かに凌駕するエネルギー密度を有する革新型蓄電池の実現が待たれています。

LIB(図1)は、イオンを収納する入れ物(ホスト材料)の間でリチウムイオンをやり取りする(インサーション型蓄電池とする)ことで充放電を行うために、繰り返し充放電特性(サイクル特性)に優れるという利点がある一方で、ホスト材料の重量や体積が嵩むために、達成可能なエネルギー密度に限界があります。
この入れ物を廃して、金属そのものを電極として利用する新しいコンセプトの蓄電池(リザーバ型蓄電池)(図2)にすればエネルギー密度は大幅に向上しますが、電極材料によってはサイクル特性に大きな問題を抱えることになります。
特に、電極反応生成物が電解液に全く溶解せずに活性を示さない場合や、電解液に過剰溶解して散逸する場合は、サイクル特性が期待できず二次電池としては使用が困難でした。

そこで、NEDOのプロジェクト>>1において、京都大学、産業技術総合研究所などの研究グループは、電解液に電極の反応種が適度に溶解できる環境づくりに着目し、添加剤(アニオンレセプター)の導入、溶解性の高い電極材料の固定化、電極―電解質界面のナノレベルでの制御等を行った結果、種々の材料においてサイクル特性や充放電特性の向上等に成功しました。

今後は、出力特性、安全性等も含めて車載用蓄電池として要求される性能を更に高め、より早期に実用化に繋げていくことが期待されます。

なお、本研究グループは、2016年3月29日~31日に大阪で行われる電気化学会第83回大会において、この研究内容を発表します。

続きはソースで

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ソース元:NEDOプレスリリース
http://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_100543.html


別ソース
http://www.asahi.com/articles/ASJ3X5RH3J3XPLBJ00C.html
実験レベルでは、電池性能を示すエネルギー密度が電池の重さ1キログラムあたり398ワット時を記録。
リチウムイオン電池の到達可能な最大値と考えられる同約300ワット時を超えたという。

参考(既スレあり)
リチウムイオン電池の3倍以上の出力特性をもつ全固体電池を開発
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
http://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_100537.html

引用元: 【電気化学】リチウムイオン電池を凌駕する革新型蓄電池の基礎技術を構築

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1: 2016/03/30(水) 12:40:22.40 ID:CAP_USER.net
走るEVにワイヤレス送電。静岡大がシステム開発 (ニュースイッチ) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20160330-00010001-newswitch-sctch


工場内搬送車などで実用化を目指す

 静岡大学工学部の桑原義彦教授の研究グループは、電動車いすなど小型電気自動車(EV)にワイヤレスで送電するシステムを開発した。路面に送電コイルを埋め込み、その上を受電コイルを搭載した車両が走ることで、走行中も充電できる。2017年度に、まず工場内搬送車などで実用化を目指す。

 離れた場所に電磁エネルギーを伝える磁気共鳴方式を採用した。同方式はコイルの位置がずれると効率が大きく低下するのが課題だが、桑原教授らはフラクタルループと呼ぶ独自の幾何学パターン形状の送受電コイルを開発。2メートル以内の範囲で向かい合ったコイル間の電力伝送効率を90%以上に高めた。

 同技術が実用化されれば送電コイルが埋め込まれた道路ではEVの電池切れの不安がなくなり、航続距離を伸ばせる。まずは工場内搬送車やゴルフカートで実用化を目指す。将来は電動車いすなど小型EVへの応用も視野に入れる。

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引用元: 【技術】走るEVにワイヤレス送電。静岡大がシステム開発 工場内搬送車などで実用化を目指す

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1: 2016/03/29(火) 15:55:40.83 ID:CAP_USER*.net
リチウムイオン超える新型電池 京大など研究チーム開発
2016年3月29日15時08分
http://www.asahi.com/articles/ASJ3X5RH3J3XPLBJ00C.html

 大量の電気を蓄えられるフッ素と金属の化合物を電極に使うことで、現在のリチウムイオン電池を超える性能の新型電池を開発したと、京都大学などの研究チームが28日発表した。繰り返し充放電できる耐久性を高め、将来的に小型・大容量電池の実用化を目指す。

 研究チームによると、新型電池は正極から負極側にフッ化物イオンを流して電気を取り出す。現在広く使われているリチウムイオン電池は、逆の負極から正極側に、リチウムイオンを流して電気を取り出すしくみだ。

 これまで、電極の材料には使えないと考えられていたフッ素と金属の化合物を使ったのが特徴だという。

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(小堀龍之)

引用元: 【科学】リチウムイオン超える新型電池 京大など研究チーム開発

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1: 2015/11/29(日) 21:49:17.76 ID:CAP_USER.net
リチウムイオン電池を10分以内で安全に急速充電!ナンヤン理工大が技術開発 (ニュースイッチ) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20151129-00010003-newswitch-sctch

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ソニー、サムスン、テスラにもライセンス打診

 スマートフォンなどに内蔵されるリチウムイオンバッテリーを10分以内に安全にフル充電できるようにする技術が開発された、とシンガポールのストレーツタイムズなどが報道した。
国立ナンヤン理工大学のラシド・ヤザミ(Rachid Yazami)教授による成果で、手の指の爪より小さい半導体チップをバッテリーと充電器に内蔵し、このスマートチップでバッテリーの内部状態を常にモニターしながら、最適な状態で急速充電が行えるという。

 半導体や電池メーカーに対して、2016年末までに技術のライセンスを開始する予定。同教授はスマートフォンから電気自動車(EV)まで幅広い分野のリチウムイオンバッテリーに利用できるとしており、ソニーやサムスン電子も関心を示しているという。さらに、リチウムイオン電池の製造・販売に乗り出しているEVベンチャーの米テスラモーターズにもライセンスを持ちかける考えだという。

 リチウムイオンバッテリーはエネルギー密度が高く可燃性の有機溶媒を使っているため、異常過熱や発火、爆発の危険性がつきまとう。5年以上かけて開発されたこのスマートチップは、リチウムイオンバッテリーの温度と電圧をモニターするだけでなく、それをもとにバッテリーの残存容量を正確に測定するアルゴリズムを組み込んである。バッテリーが過熱したりダメージを受けたりしないよう充電プロセスを最適化しながら、安全に急速充電が行えるという。

 モロッコ人のヤザミ教授は、リチウムイオン二次電池向けグラファイト(黒鉛)負極の発明や、フッ素イオン電池の研究開発で知られる。京都大学や信州大学の客員教授を務めたこともあり、現在は、ナンヤン理工大エネルギー研究所バッテリープログラムの責任者も兼務する。

引用元: 【技術】リチウムイオン電池を10分以内で安全に急速充電!ナンヤン理工大が技術開発

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