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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］


1 ：2018/08/17 〜 最終レス ：2018/09/12
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/

2 ：
トヨタは既に全固体電池開発してますけど

3 ：
劣化の殆どないリチウムイオン電池が廉価でできれば、重くてもかなり電力分野での応用は効くと思う。

4 ：
これでプリウスPHVの第3世代目は
1回の充電で120kmくらい走れるようになるのかどうか

5 ：
でいつ実用に

6 ：
＞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
（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。）
＞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。
（同じ大きさで、密度が倍だから容量も倍ってこと？）

いろんないみでだめだろう、、、これじゃ

7 ：
1400kgくらいのPHVで80kmくらい電池で走れる、そんな車だといいんだけどな

8 ：
小型化出来ないか
低コストで大量に焼成する事が難しいんでしょう？
形状の自由度とか低そうだし

9 ：
試作した電池で何を使い続けたって？？

10 ：
今日本が進めてる全固体リチウム電池開発と関係あるのかこれ？

11 ：
サカモトか

12 ：
>>9
カラカラ首を振り続けるかえる人形

13 ：
え？お高いんでしょう？

14 ：
すこし前にサイエンスZEROで全個体電池１分で充電　　菅野了次　
とかやってた

15 ：
>>2
そうなの

16 ：
さあ、戦いは始まった！ファイッ！ぅヒヒニダニダ

17 ：
充電速度が同じじゃ使えなそうだな

18 ：
結局どれが次世代のメインになるんや…

19 ：
これ完全にトヨタは先をこされたじゃん
すでに安全性と生産性と性能が上なんだから
あとは耐久性のテストするだけじゃん
すごいブレイクスルーがきたな

20 ：
いや一回リチウムから離れろヨ

21 ：
トヨタの全固体電池（実物写真）
http://president.ismcdn.jp/mwimgs/7/4/-/img_7426cc77f24b8eec0a5c832907b53d6254557.jpg

全固体電池は「電解液に液体を使わない」ってのがポイントだ
このため車載用に大容量化しても安全なんだよ
膨張しない液漏れしない爆発しない
さらにリチウム電池と比べて出力３倍、充電時間1/10、電池寿命１０倍、重さは数百分の一だ
リチウム電池だと200Wで350kg以上だけど全固体電池なら重さはわずかに数kgだからな

22 ：
水素なんかやってるからだよトヨタん

23 ：
>>1
所詮は日本の後追い
トヨタ東工大連合の猿真似

24 ：
・研究室で一個作る
・スマホ用の電池を作って量産
・車用の電池を作って量産

これらは全然違うんだがどのレベルだよ

25 ：
究極のエネルギーが水素なのは変わらない

26 ：
チナ製なら同じこと

27 ：
>>21
形状として薄くできるなら、電動スケボーで電動スクーターの距離と馬力を稼ぐことも夢じゃないなｗ
平地でロングボードのダウンヒル技ができると思うと夢が膨らむぞｗ

28 ：
まあ、十年後くらいにぽちぽち実用化されて、、
それからが本番の競争だな。（朝鮮参戦ww）

29 ：
全固体電池の難関だった負極へのＬＩ金属使用が実現できてる
これで問題はほぼ解決されたよ
耐久性さえクリアすれば終わり

30 ：
コバルトほれる国の通貨買えばいいのか？

31 ：
トヨタの電池は公表されてるロードマップみるかぎりだと
なにかしらのブレイクスルーがおきないかぎり２０２０年代には実現できないよ

32 ：
まあリチウム使ってる限り、高価にならざるえないからさ
本命はナトリウム固体電池なんだよね

33 ：
東芝のScib 言うやつはあかんのか？

34 ：
搭載型の中型小型の電池　　全固体リチウムイオン電池

余剰電力の大型蓄電池　　空気アルミニウム電池

35 ：
>>1
今風の電池って化学、物理学、どちらに比重があるですか？

36 ：
ミシガン退学

37 ：
>>35
それってどういう意味？
産業の製品開発は、いろんな分野の学者、エンジニア、プランナー、ファイナンスの
知識やスタッフを前提にして作られているんだよ。あと、化学と物理ってどう違うの？
転がる距離を測るのが物理で、何かを混ぜてモノを合成するのが化学だと思う？
それとも大学の学部のお話？だとすれば何学部が化学で何学部が物理なの？
地球物理とか物理って名が付くと物理なの？材料科学とかいうと、化学なの？
例えば総合大学の理系学部を全部並べてこれは物理これは化学とか全部当てはめる
ことができるの？

38 ：
あらゆる性能ポイントで従来リチウムイオン電池の数倍以上の性能が
確立されるまでは固体電池は量産されないだろう
となるとまだ7、8年先のことだろう

39 ：
異次元空間に（何らかの方法で）エネルギーを蓄えておき、
それを３次元空間に（何らかの方法で）持ってくれば、
エネルギー vs 体積・質量 の問題は、一挙に解決してしまう。

40 ：
これて爆発ちないスマホ作れるアルよ

ニダニダ

41 ：
バッテリーは将来もっともっと進化するんだろうな

42 ：
充電しても劣化せずに
倍以上も持つだと？
完璧やん
製品化はよ

43 ：
>>1
主語を入れろよ…
ミシガン大学って、六文字入れるだけじゃねーかよ

44 ：
メモリ効果は?

45 ：
チョーデンドーやったら空飛べるんやろ？

46 ：
乾電池のくせに液体が入っているリチウムがついに駆逐されるのか

47 ：
爆発しないリチウムイオンバッテリーのニュースは色々出るけどどれが何やら

48 ：
工場が中国なら意味なし。

49 ：
まあ、地味な技術革新だね。

50 ：
与える影響は地味なんてもんじゃないけどな

51 ：
謎の女子高生の正体は？ 45年前に撮影されたモノクロ写真がカッコよすぎる
http://zsusu.savwhatsup.com/10709.jpg

52 ：
>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、

グラファイト(黒鉛)電極は 昭和電工が70%くらいのシェアを今、持っている
急いで昭和電工の株を売ったほうが良いな

53 ：
>>1
菅野了次
ご本人さんですか？
かんりょうの単語登録？

54 ：
まちがえた

>>14
菅野了次
ご本人さんですか？
かんりょうの単語登録？

55 ：
日本勢じゃ無いから無意味撤収！

56 ：
>>4
と思うだろ？
実際はサイズを半分にして重量分燃費を良くして
性能をちょこっと上げるだけ

57 ：
>>2

本と？

58 ：
ＥＶとテスラの話題はＢＩＺでやれ

59 ：
全固体は使い物にならん

60 ：
リチウム二次電池とどう構造が違うんだろ？

61 ：
走る棺桶　殺人機械　地球温暖化詐欺

62 ：
>>60
水がコップに入っているかスポンジに染み込んでるかみたいな違いじゃね？

63 ：
ジェフ.サカモト教授は米国生まれなの?

64 ：
トヨタが開発したとの噂の全個体電池の性能がどれくらいかによるね
>>1を上回ってるなら、痛くも痒くもないだろうけど
もし同等かそれ以上なら、緊急事態になってるかもね

65 ：
>>1
どうせうそ

66 ：
この電池何度も開発に成功の記事を見ている気がするがどうなんだ

67 ：
トヨタとどっちがすごいんだ？

68 ：
先に製品化、量産化して主流になった方の勝ちだけど日本はそこが苦手だからな
有機ELみたいにならなきゃいいけど

69 ：
サイエンスZEROで結構詳しく紹介されてたけど
サカモトはそれ見たんじゃねーの

70 ：
ビットコインは、ナカモトだったか

71 ：
>>2
トヨタは全固体電池を２０２０〜２２年に実用化っていってるよな
これ研究内容としては２０年くらい遅いだろ

72 ：
< ｀∀´> それを発火させるトコロが腕の見せ所ﾆﾀﾞ
( ｀ハ´）兄さんも頑張って爆発させるｱﾙよ

73 ：
>>66
トヨタ、全固体電池EV 2022年導入へ　満充電、1時間未満
https://www.autocar.jp/news/2017/07/25/230401/

既にトヨタは実用販売まで計画してます。
中国に技術が漏れなければ、日本の独壇場な技術になるよ

74 ：
>>39
カドですやん

75 ：
>>73
ホントは全固体電池をもっと早く投入できるけど

ハイブリッドで首位にいるうちはその技術で甘い汁吸って
他メーカーが全固体電池の実用レベルの特許とか出し始めたら

すぐに実用レベルの特許を大量出願して、他社を排除して
EVでも他を突き放して甘い汁吸う戦略なんじゃないかな〜と邪推してる

76 ：
未来人「超ミニサイズ常温核融合電池のなかった時代は大変だったんだなあ」

77 ：
>全固体リチウムバッテリーが実用化されれば
実用化されてから記事にしてくれ
研究段階のシロモノを一般人に紹介して何になるんだ？

78 ：
何故実用化しないんだ？
今すぐ作れ

79 ：
>>75
いやそのとおり　だよｗ　HVでイケるところまで引っ張るのは既定路線

80 ：
>>75
特許なんて、先に出されたら終わりなんだから、出せるものは出し惜しみなんてしないでしょ？

81 ：
バッテリーが進化するのと無線給電の進化はどちらが速いのかな

82 ：
全固体はむりだよ
耐久劣化が改善不能だもの

83 ：
ちょっとイトーヨーカドーで買ってくる

84 ：
>>79
すでにプリウスが売れなくなってるから、2、3年以内にEVを投入しないとマズイのでは

85 ：
プルトニウム電池なら充電不要だけどな

86 ：
>>43
そんなことここの鰡ができるわけねーだろw
スレタイ詐欺を指摘される度に激怒するアホ。
いまは依頼スレでおっさん一人おだててスレタイ考えて貰ってる状況だぞw

87 ：
怪しい話だなｗ
真偽は特許と論文揃えてからだ
そして実用化の勝負だ
製品としての性能、重量、安全性
もちろん製造コスト、量産スピード、形状や使用環境の幅広さとか

ラボレベルの、しかも詳細なデータ無し発表なんかどうでもいい
特許が絡むから簡単に全ては明らかになりにくい

つまりは、どこかのメーカーが製品化の発表した時点がスタートだよ
今はワイワイ憶測で楽しむ時だｗ

88 ：
特許と論文とっても売れるわけじゃないよ。
そういうのは一杯ある。工学ってね、産業のための分野なんだよ。

89 ：
>>27
衝撃で割れてショートでもしようものなら悲惨だぞ

90 ：
>>89
割れると回路が破綻するよ。
なんでいろんな会社が固体電池を必死に開発してるか知らないのかな。
知らないならそう書いてくれ。WikipediaのURLくらいは貼るからさ。

91 ：
>>32
>本命はナトリウム固体電池なんだよね

よく燃えそうだなおいｗ

92 ：
>>73
技術情報開示しないと中共で商売できないから結局漏れるよ

93 ：
>>92
なんで開発〜量産の初期から海外で売ると考えてるの？
あなたの頭の中でどういう生産販売計画が詰まっているのかな。

自分の知識の前提を時々考えてみてほしい。
そして教えてくれないかな。
あんたみたいな人は多いんだけど、なんでそういう自覚なく知らないことを語り出すのかってのはすごく興味ある。

94 ：
>>39
ハイパードライブか

95 ：
23日目に満を持して爆発

96 ：
>>91
文殊「せやで」

97 ：
>>88
そういうのがたくさんある中から産業技術が進歩するんだよ
まさかはじめから実用化100％のものしか意味がないと思ってんならアホ

結果として売れなかったから無意味とかいう考えが無意味

98 ：
>>39

理論的には４元エネルギー密度の４次元積分で全エネルギーを定義した場合
エネルギー保存則が敗れてしまうな

異次元のエネルギー密度も考慮して、異次元の部分についても積分できるか
それについてもうまくエネルギー保存則が敗れないようにようにしないといけないな

99 ：
産業スパイされちゃったのか・・・
日本の大学のセキュリティなんてザルだからな・・・

100 ：
すでに世界各国は2020年燃費規制を法制化しており実施は確実な情勢だ。
これをクリアするためには市販車の大半をEV（電気自動車）にしなければならない。
出来なければメーカーは巨額の罰金を支払う羽目になりそれは会社とも必死で
回避するだろう。

残念ながら2018年現在の現状は電池性能がまだまだ実用的には難あり。
それをカバーするため充電スタンドで自動交換式の電池ユニットを採用する
アイデアなどがある。
また高速道路などでは無線給電のアイデアもありこれらが実用化できれば
EV社会の到来は意外と早いかもしれない。


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