東工大、世界最高性能のリチウムイオン電池用固体電解質を開発 17
ストーリー by reo
合コンしたくない大学一位の面目躍如 部門より
合コンしたくない大学一位の面目躍如 部門より
Diffusional-Mind 曰く、
東工大菅野研、高エネルギー加速器研究機構 (KEK)、トヨタ自動車の研究グループがこれまでで最高のリチウムイオン伝導性を持つ物質Li10GeP2S12 を発見した (東工大 最近の研究成果のページ、doi:10.1038/nmat3066より) 。物質設計から合成、構造解析、特性評価まで行った、基礎研究としてきわめて完成度の高い研究成果である。
室温 (27 ℃) での導電率は 12 mS/cm に達する。これまでの最高レベルのリチウムイオン固体電解質と比べて、一桁大きな性能を持ち、現在使用されている有機系液体電解質をも凌駕する導電率をしめす。これによって、電解質にも無機固体を使用した全固体電池の性能が大幅に向上することが期待される。
全固体電池は安全性に極めて優れるものの、これまでは電解質の性能が十分でなく実用レベルの性能を持たせることが難しかった。これを機にリチウムイオン電池の世代交代が一気に進展するかもしれない。
固形であるメリット (スコア:1)
エネルギー密度が高いということは別にして、パッケージングの問題が案外重要なのでは。
携帯電話向けのような小型の電池の場合、従来の液体電解質を利用する場合は、密封するためのパッケージがかなり大きなウェイトを占めているはず。(もしくはゲル化するために密度が下がっているとかもありうる)
それが、電解質が固形となると、パッケージそのものにたいして強度を持たせなくとも形状が維持できるのでカバーを薄くすることができ、同じ体積のバッテリーでもより電解質の体積を大きくすることができる。
膨張や爆発の危険性がないので大型化しやすいというメリットもありますが、小型のものでもそれはそれでメリットがあるんじゃないかという気がします。
しもべは投稿を求める →スッポン放送局がくいつく →バンブラの新作が発売される
Re: (スコア:0)
>パッケージそのものにたいして強度を持たせなくとも
その目的だけなら、ラミネートタイプのリチウムイオン電池でも良いような。
どちらにしろ最外層には丈夫な部材（破損防止用）がいるわけですし。
Re:固形であるメリット (スコア:1)
ラミネートタイプって、そんなに厚み持たせても大丈夫なんだっけ？
外装の厚みを半分にできたところで、全体の厚みも合わせて半分になったんじゃ外装容量比は一緒ですよね。
しもべは投稿を求める →スッポン放送局がくいつく →バンブラの新作が発売される
で合コンしたくない大学一位のソースどこよ？ (スコア:1, 興味深い)
まー理系の人（オレも）って研究周りの話とか、オタク話で盛り上がって
他がみえなくなっちゃうんだよな〜
#タイトルの話って最近の調査結果あるのかな。
Re: (スコア:0)
あくまで部門名に突っ込んでるんですよ？
# 元コメの人もだろうけど、自分も結論を根本的に疑ってるわけではない。
Re: (スコア:0)
紛らわしいのでサブジェクトに「Re：部門名」って入れて欲しかったな。
それなら誤爆モデもちょっとは減るだろうし。
＃モデレータじゃないけどAC
いわゆる (スコア:0)
Re:いわゆる (スコア:5, 参考になる)
そうですね、バッテリーの容量の改善も重要なポイントです。
ですが、従来の液体電解質、ポリマー電解質より安全性が高い（簡単に言えば、破裂や液漏れがない）のも重要です。
これまで大容量の逐電には安全性の問題が付きまとったわけですが、この素材により安全な逐電が可能になることが期待されているようです。
逃げちゃダメだ逃げちゃダメだ(オフトピ -1) (スコア:2, おもしろおかしい)
Re:逃げちゃダメだ逃げちゃダメだ(オフトピ -1) (スコア:2)
うわ、ほんとだ。恥ずかしすぎる。orz
失礼しました。
Re:逃げちゃダメだ逃げちゃダメだ(オフトピ -1) (スコア:1)
コメント読んでて、高性能な電気自動車でより安全に逐電が可能だとマジで思いましたよ。
〜◍
Re:いわゆる (スコア:1)
安全な蓄電の実現で 使用中に爆発事故を起こす可能性がなくなり
国産機においても飛散防止シートなしが標準となることで
タッチパネルの感度が向上したりすると更にいいですね。
Re: (スコア:0)
導電率だから充電時間が短くなるのでは？
電気自動車が５分で満タンとか。
2倍 (スコア:0)
従来最高レベルと比べて”一桁大きな性能”なんて言って従来の値を書かず、一瞬10倍か？なんて思わせようとしてますが
＞この超イオン伝導体（Li10GeP2S12）のリチウムイオン伝導率は室温（27℃）で12mScm-1を示し、
＞従来のリチウムイオン伝導体Li3N（6mS cm-1）の2倍の伝導率であるとともに
2倍です。
残念ながら (スコア:5, 興味深い)
実は窒化リチウムはあまり安定でなく、リチウムイオン電池のような電位のきつい電池にそのまま使うと分解するんですよ。
他の固体電解質に比べ格段に高いイオン伝導率を持つため何とか利用しようと発見（30-40年ぐらい前）以来いろいろ試みられてはいるんですが、リチウムイオン電池用としてはなかなかうまくいっていません。
（一部の用途では、主となる固体電解質の表面コーティング的に少し使うなど、補助的には使われている）
そのためより安定なO、S、Pを使った系がいろいろ開発されていますが、今度はこちらはイオン伝導性が落ちるというわけです。
今回の話は、後者のリチウムイオン電池の固体電解質として使えるものに比べ1桁高い、という感じですね。
（論文の最初にもそう書いてあります）
Re:2倍 (スコア:4, おもしろおかしい)
私も、あ、2倍かと思ったのですが、そうか、2進法かと妙な納得をして突っ込みませんでした。
Re: (スコア:0)
2、足す、2は … (放電音と激しい雑音)
10。 …四進法で、です! 私は壊れていません
#思い出して書きたかっただけなのでAC