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電池

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1: 2019/01/31(木) 15:37:35.61 ID:CAP_USER
リコーはこのほど、インクジェット技術を使ってリチウムイオン2次電池を自由な形で製造する技術を世界で初めて開発したと発表した。電池の材料をインク化し、インクジェット技術を使って狙った場所に重ねてデジタル印刷が可能。IoT(Internet of Things)デバイスやウェアラブルデバイスなど向けに、自由な形の電池を製造できるとしている。

 2019年度から電池メーカー向けに、同技術で作った電池部材の提供やデジタル製造の提案を始める。将来は、デバイス上に2次電池を直接印刷する実装技術の実現を目指す。

http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1901/31/yx_ri_01.jpg
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1901/31/yx_ri_02.jpg
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1901/31/yx_ri_03.jpg

 従来の電極電池は、セラミックスなど電極材料を混ぜ込んだ高粘度のペーストをスリットから押し出して塗布した後、必要な大きさや長さにそれらを切り出して製造している。

 今回、セラミックスの微粒化と独自の分散技術により、インクジェットヘッドから吐出できる低粘度・高濃度な電極材料インクの製造を実現。

続きはソースで

ITmedia NEWS
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1901/31/news084.html
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引用元: 【電池の材料をインク化】インクジェット技術で2次電池製造、リコーが実現 IoT機器やウェアラブルデバイス向け[01/31]

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1: 2019/01/24(木) 15:11:39.06 ID:CAP_USER
かつては水銀電池、現在はヨウ素リチウム電池が主流だというペースメーカーは、原子力電池を試した時代もありました。ですが日本デバイス治療研究所いわく、漏洩放射線の問題や、放射性物質に関する様々な法規制を受けることから、発展しなかったのだそうです。

しかしheise onlineによりますと、今ロシアの研究者たちが、医学的に使用可能な原子力電池への道を進んでいるのだとか。

■大きな一歩を踏み出すことに成功

この原子力電池とは、低電力の用途に適し長寿命の使用ができるベータボルタ電池を指します。ロシアの研究者たちは、この技術再開発で著しい技術的進歩を遂げ、ガス遠心分離機で可能なエネルギー源である放射性同位体ニッケル-63を69%以上に濃縮することに成功しました。

このニュースは、ロシアの国営メーカーでモスクワの核燃料を担うTVELが発表。バッテリーの寿命は濃縮度に依存し、2019年までにシベリアのゼレノゴルスクにある研究施設でいずれ80%以上の濃縮が達成されるはずだ、とも述べています。TVELによると、寿命が50年までのコンパクトな原子力電池は現在、機器製造や無線電子機器のトレンドになっているのだそうな。

続きはソースで

https://assets.media-platform.com/gizmodo/dist/images/2019/01/21/190122_atombatterie-w1280.jpg 
寿命は50年。ロシアが超長持ちする電池を再開発(原子力で)
https://www.gizmodo.jp/2019/01/atombatterie-russia.html
images


引用元: 【エネルギー】寿命は50年。ロシアが超長持ちする電池を再開発(原子力で)[01/22]

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1: 2018/11/25(日) 13:33:55.96 ID:CAP_USER
産業技術総合研究所(産総研) は、導電性基板上に蒸着でナノメートルスケールの一酸化ケイ素(SiO)薄膜を形成し、その上に導電助剤を積層させた構造のリチウムイオン2次電池用電極(負極)を開発したと発表した。

同成果は、産総研 先進コーティング技術研究センター エネルギー応用材料研究チームの間宮幹人主任研究員、秋本順二研究チーム長らによるもの。詳細は11月27日~29日にかけて大阪市で開催される「第59回電池討論会」で発表される予定だという。

この積層構造を有する電極の充放電特性は、容量が現在主流である黒鉛負極(372mAh/g)の約5倍に相当し、一酸化ケイ素の理論容量2007mAh/gとほぼ一致したとする。また、開発した電極は充放電を200サイクル以上繰り返しても容量は維持され、高容量で長寿命な特性を持つことが明らかとなった。今回開発した電極により、負極のエネルギー密度が向上し、リチウムイオン2次電池の高容量化や小型化が促進されると期待される。

■従来型電極と今回開発した電極の構造の模式図 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/images/001.jpg

スマートフォンや電気自動車などリチウムイオン2次電池の市場は急速に拡大しており、市場調査会社の予測によると2021年には2015年の約2倍の4兆円規模に成長するとされている。市場拡大に伴い電池の高性能化や安全性の向上に向けた開発が盛んに行われている。

負極としては従来の黒鉛より数倍から十数倍の理論容量を持ち供給の安定性に優れたケイ素系負極が次世代負極の最有力とされている。中でも一酸化ケイ素は、汎用の黒鉛負極(372mAh/g)に比べて、理論容量が2007mAh/gにも達するため期待されている。現行の塗工法で作製した一酸化ケイ素電極でも、1200mAh/g程度の容量を示すが、容量のサイクル劣化の問題が残り、一酸化ケイ素単体では実用化されていない。一方、一酸化ケイ素と黒鉛の混合物を用いた電極が開発され、黒鉛電極の2倍を超える800mAh/g程度の容量の製品が市場へ出始めているが、一酸化ケイ素材料本来の性能を十分引き出すには至っていない。

産総研では、次世代の2次電池の開発を材料化学の見地から進めてきており、正極、負極、固体電解質と電池全般の部材用の新規材料開発に取り組んできた。一酸化ケイ素は蒸気圧が高く、高温減圧条件下で容易に気化するため、蒸着で一酸化ケイ素薄膜を基板上に成膜できる点が利点となっている。しかし、一酸化ケイ素自体は導電性が低いため、一酸化ケイ素の蒸着薄膜を直接電極として用いる発想はなかった。今回、産総研では電極材料として用いるため、蒸着条件や導電性を付与するためのプロセスについて検討を進めてきた。

リチウムイオン2次電池は正極と負極の間をリチウムイオンが移動することで充放電できる。電池の高容量化には一酸化ケイ素を負極活物質に用いることが有望だが、ケイ素は充放電に伴うリチウムイオンの取り込みと放出で300%以上の体積変化が生じるため、活物質、導電助剤、結着剤からなる電極構造が維持できなくなり劣化してしまう。ただし、粒径を300~500nm以下まで微細化すれば劣化の抑制効果が見られるため、一酸化ケイ素の薄膜を作製し、劣化の改善を目指したという。

図1 今回開発の負極を用いるリチウムイオン2次電池の概略図 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/images/002.jpg

具体的には集電体であるステンレス上に一酸化ケイ素を蒸着。導電性を付与するため、導電助剤としてカーボンブラックに結着剤を加え分散させた混合液を、蒸着した一酸化ケイ素膜の上から塗布・乾燥させて導電助剤層を作製した。この電極は一酸化ケイ素薄膜上に導電助剤層を積層させた構造となる。

図2 新規積層電極の断面電子顕微鏡写真 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/images/003.jpg

図3 今回開発された電極と従来型電極を用いて作製した電池の充放電サイクル特性 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/images/004.jpg

続きはソースで
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/
ダウンロード (1)


引用元: 産総研、高容量で劣化しないリチウムイオン2次電池用負極を開発[11/25]

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1: 2018/11/27(火) 17:51:15.43 ID:CAP_USER
エリーパワーは11月26日、電解液に不燃性のイオン液体を用いた、イオン液体型リチウムイオン電池を開発したと発表した。

イオン液体は化学的に安定し、かつ不燃性であるため、リチウムイオン電池の電解液への活用が期待されているが、粘土が高く、高速にリチウムイオンを輸送させることが難しいことから、十分な充放電特性を得られず、実用化が困難と考えられてきた。

今回、同社は独自の製法でリチウムイオン輸率を高速化させ、1Cレートでの充放電が可能なイオン液体型リチウムイオン電池の開発に成功。23℃環境下で実施したフル充放電を繰り返す寿命試験では、1000サイクル後に90%以上の容量保持率を達成したという。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20181127-730808/
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引用元: 【爆発しない】エリーパワー、不燃性イオン液体を用いたリチウムイオン電池を開発[11/27]

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1: 2018/11/15(木) 14:17:15.21 ID:CAP_USER
海洋研究開発機構と高知大などは14日、福島沖の海底に、コバルトなど希少金属を含むマンガンの厚い層が広がっているのを発見したと発表した。コバルトはリチウムイオン電池などの材料になる。研究チームは「将来、貴重な資源になる可能性がある」としている。

 チームは10月、有人潜水調査船「しんかい6500」で、福島沖350キロの海底にある「磐城海山」付近を調査。

続きはソースで

https://www.yomiuri.co.jp/photo/20181115/20181115-OYT1I50018-N.jpg

読売新聞
https://www.yomiuri.co.jp/science/20181115-OYT1T50069.html
images


引用元: 福島沖海底、コバルト含むマンガン層…採取成功[11/15]

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1: 2018/10/12(金) 01:04:02.63 ID:CAP_USER
■安くて薄い、次世代電池の本命

日本で生まれた次世代技術、「ペロブスカイト型太陽電池」の実用化が迫ってきた。安価に製造でき、薄くて曲げられるため、クルマの側面やドーム球場の屋根などにも使える。発電効率は現在主流のシリコン型に追い付きつつあるが、大型化と耐久性が課題だ。

 見た目はまるで「黒いクリアファイル」。薄くて軽く、手でぐにゃりと曲げることもできる。だがよく見ると、電気を通すための金属線が横に走っている。下の写真は東芝と新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)が今年6月に発表した新種の太陽電池。材料の結晶構造の名称から「ペロブスカイト型」と呼ばれている。日本発の次世代太陽電池の大本命で、ノーベル賞の有力候補と目されている。

 「低コストで簡単に作れるのに、用途は幅広い。革新的な太陽電池だ」。こう胸を張るのは、2009年に論文を公開し、この分野の第一人者として知られる桐蔭横浜大学の宮坂力・特任教授だ。かつては発電効率などに課題があったが、潜在力に着目した世界中の大学や企業が開発競争を繰り広げたことで、性能が急速に向上。実用化まであと一歩の段階まで迫ってきた。

ペロブスカイト型が「革新的」とされるのには、大きく4つの理由がある。

 1つ目は、「低コスト」で製造できる点だ。ペロブスカイトとは複数の元素によってつくられる結晶構造のこと。太陽電池用には鉛やヨウ素などが使われるのが一般的だ。このペロブスカイトを液体に溶かして、軟らかいフィルムなどの基板に塗布する。十分に乾燥させ、電極などを配置して完成だ。

 現在主流のシリコン型では、製造工程で真空状態をつくったり、約1400度で熱したりする必要がある。一方でペロブスカイト型は、基板に材料を塗るだけなので、大がかりな装置を使わずに済む。ありふれた物質を使うため、調達コストも安い。材料と製造設備を含めてシリコン型の半分以下のコストで製造できると試算されている。

 2つ目は、「薄くて曲げられる」こと。

 シリコン型は硬くて重いため、広くて平坦な土地や、耐荷重性の高い建物の屋上などに設置場所が限られる。

 対照的に、薄くて軽いペロブスカイト型の用途は幅広い。

続きはソースで

https://cdn-business.nikkeibp.co.jp/article/report/20120118/226265/072700016/p1.jpg

https://business.nikkeibp.co.jp/article/report/20120118/226265/072700016/
ダウンロード (1)


引用元: 【材料工学】実用化迫る新技術「ペロブスカイト型太陽電池」[10/11]

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