ここは (*゚∀゚)ゞカガクニュース隊だった

 http://www.scienceplus2ch.com/ 引っ越しました

リチウムイオン電極材料で単結晶 電気自動車のバッテリー容量を10倍増やせる可能性  





 東北大学はトヨタ自動車などと共同で、電気自動車(EV)などに使うリチウムイオン電池の正極材料で単結晶を作ることに成功した。単結晶の性質をうまく調整できれば、電池の容量を左右するリチウムの濃度を大幅に高めることが可能。結晶の状態と電気特性の関係などについて研究が進めば、1回の充電で走れる距離を現行の約10倍に増やせる可能性もあるという。

CropperCapture[912]



 東北大の一杉太郎准教授が中心となり神奈川科学技術アカデミーと東京大学も参加した。リチウムイオン電池の正極に使うコバルト酸リチウムの単結晶薄膜を作製した。レーザー蒸着法により、1センチメートル四方のサファイア基板上に厚さ0.1マイクロ(マイクロは100万分の1)メートルの非晶質のコバルト酸リチウム膜を付けた。

 成膜中にリチウムが抜けやすいため、原料にリチウムを多く加えた。これをセ氏650度で1時間加熱すると。非晶質だったコバルト酸リチウムが、基板表面と同じ方向に結晶軸がそろった単結晶に変化した。加熱温度と時間の選択が良質の単結晶を得るポイントになった。

 コバルト酸リチウムは酸化コバルト層が積み重なり、層間にリチウムイオンが挟まった構造をしている。イオンが動いたり止まったりして電気を運び電池として働く。層間にイオンをより多く蓄積させ、効率よく出し入れできるようにすれば電池の性能が向上する。

 既存の電極は結晶軸の方向が定まらない多結晶の粒子と、イオンの流れを補助する黒鉛の粒子などを混合し、焼結して作っている。結晶の性能が不十分なため黒鉛でおぎなっているが、その分だけリチウムの濃度が薄まり効率が悪いという。

一杉准教授らは、化学組成や成長のさせ方を工夫した単結晶をベースに電極を作り、黒鉛を完全に除去できれば現行の約10倍の電気をためられるとみている。10倍を実現するには10年程度かかる見込みだ。今後、単結晶の結晶成長のさせ方や組成などを少しずつ変え、電気特性の変化を詳しく調べて、性能向上に役立つ条件を探る。

さらに結晶間の境界(粒界)の状態などを様々に変えて高性能な多結晶の作製を目指す。

日経産業新聞
http://web.me.com/taro.hitosugi/Taro_Hitosugi/others_files/20090814nikkei-sangyo-LicoO2.pdf





2 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 16:38:33 ID:JMLXaP6i
10倍に増やすより10年もつ電池にしてくれ…1年で容量半分以下とか詐欺じゃん。

19 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 17:08:18 ID:4n0DWbpL
>>2は正論だな。

いま電池業界では、電気自動車用の電池で、使用や経年劣化の無い、大容量の電気二重層キャパシタ(俗に言うコンデンサ)で行くか、高性能のリチュウムイオン系電池で行くか競走してる。

個人的見解だがレアメタルを使用するリチュウムイオン系電池は、原材料が中国や政情不安の国が多く、この先原油のように高騰する可能性もあるから、構造が簡単でレアメタルを使用しない電気二重層キャパシタの高性能化が将来的に明るいと思う。



8 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 16:53:16 ID:tfXOhItx
我が母校ではないか。


10 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 16:55:13 ID:7bbemr9B
10倍なら100km走れるEVが、1000km走れるようになるってことか?


13 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 16:56:11 ID:7bbemr9B
G13型トラクター商談に応ず、石油メジャー一同。

15 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 16:58:23 ID:9bDTZ6Km
>>13
スイス銀行がガサ入れに応じるから、また2兆円寄付するハメになるぞ?w



17 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 17:04:10 ID:BGS+gM/p
結局、同じ容積・重量中にリチウムの濃度を上げられるという話ではないか。
リチウムの絶対量が不足するという問題はどうなった?

18 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 17:05:14 ID:7bbemr9B
>>17
いざとなったら海水中から取り出せるから、何とかなるって記事を最近読んだ。


36 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 19:24:17 ID:v9O7dPK1
>>18
海水からリチウムを抽出 佐賀でプラント本格稼働
http://www.47news.jp/CN/200404/CN2004041701000022.html

リチウムだけじゃなくて、他のレアメタルも一緒に回収すれば良いのに。



20 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 17:13:49 ID:woIhZLMm
東北大学?小沢の韓国人女秘書が居るところじゃねーか…終わったな。


22 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 17:32:15 ID:LFPBSjaK
気をつけて、以下の言葉に > 東北大学
「共同研究」 「技術提携」 「国際協力」 「日○友好」 
 

23 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 17:34:05 ID:B30rP7b8
すぐに、中華と韓国は真似をするだろう。
自動車や液晶パネルの失敗をくりかえさないようにね、日本。

24 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 17:39:03 ID:vLS2AV+P
>>23
爆発の威力が10倍の新製品ですね。


51 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 11:49:53 ID:PsRhJTTn
>>23
これは高度技術だよ、奴らにこの生産は無理だな。
奴らが真似出来るようになるのは、生産環境が完全に確立された後だ。



25 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 17:51:36 ID:XGzEjhVb
エボルタの次の目標は、ツールドフランスだな。


26 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 17:59:45 ID:AHvV6Pmb
トヨタも変わったよな、以前なら製品化できるようになってから発表してたろ?


28 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 18:16:06 ID:R4PdxHEm
エネルギー密度10倍か、これは素直に凄い。


29 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 18:18:00 ID:LtkBk23d
こういうのって出来てから発表すればいいと思うんだけど、競争相手が増えちゃうでしょ?
それとも研究者の間では周知の事なの?

33 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 18:57:47 ID:BXfE6f/N
>>29
んーとさ、「飛行機の開発に成功しました!」って発表を読んだだけで飛行機作れるかな?

んで、もしライバルも飛行機開発しようとしてたら、その発表聞いてどう思うかね?
ライバルに出資してた銀行はどう思うだろう?



32 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 18:47:49 ID:LYZ2NQGm
ノートPCも延びるのか?いいな、携帯電話も。


37 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 21:04:00 ID:HWmqP3dm
300倍ってのもあるけど?w

空気リチウムイオン電池:「従来の300倍」が可能な産総研の新技術など
http://wiredvision.jp/news/200905/2009052622.html

産総研:プレス・リリース 新しい構造の高性能「リチウム-空気電池」を開発
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2009/pr20090224/pr20090224.html

トヨタ、電池研究部を新設…金属空気電池などを研究
http://response.jp/issue/2008/0611/article110350_1.html

45 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 05:33:11 ID:/bZCQdUP
>>37
それ負極の容量らしいよ?
酸素が負極だから、寿命が来るか空気中の酸素が無くなるまで持つんだとか。



39 :名無しのひみつ:2009/08/22(土) 23:18:02 ID:beQHEX8/
海水からウランを採取するやつは、レアメタルもいろいろ取れるらしい。

40 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 01:29:28 ID:SCS9kzwU
>>39
採算が合わない→採取しない→技術進まないのループの真っ最中。
また世界的に景気良くなって資源価格上がれば…



41 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 03:03:36 ID:bBL/w7Jd
レアメタルは熱水深海鉱床で採取できる。
海上保安庁が沖縄で可能性がある鉱床を見つけたが、どうなったろう?

49 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 11:19:01 ID:6lXBaXAq
>>41
中核派とかの息のかかった団体とかグリンピースとかが、熱水鉱床の貴重な生態系を壊す!
とか言って騒ぎ出す予感。



44 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 03:55:08 ID:NsQgJrmP
厚さが100nmってことは、もっと厚く作るのが課題ってことか? 高いサファイア基板使ってレーザー蒸着して650℃の高温で熱処理とか、コスト的な課題も多いね。


54 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 12:34:02 ID:XGr0LpNa
発電所の電力を備蓄出来るほどの容量があれば…不安定な自然力エネルギーに脚光が集まるのに。


55 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 12:46:55 ID:tgUUU6p/
エコカーエコカーといってエコカー減税をやったのは麻生政権の功績だな。新幹線もそうだが、こういったものは発案者とか実現に力を入れた人は任期の間はたいてい叩かれてボロボロになってしまうからな。


60 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 14:38:57 ID:7VrsHgzq
レアメタルなんて、また中国を占領すればいいことだろ?

63 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 20:33:31 ID:rL+aah+n
>>60
中国にしかない訳でもないし。


62 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 16:14:47 ID:fFtF8aYu
リチウムは南米だろ。



65 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 22:04:28 ID:Mfcp57m8
容量10倍で充電時間も10倍?

66 :名無しのひみつ:2009/08/23(日) 23:23:21 ID:3snCBzWC
>>65
1/10の重量で同じ容量と思えば価値は大きい。



69 :名無しのひみつ:2009/08/24(月) 01:18:07 ID:E+VN0NZ3
容量10倍なら、大きさを10分の1に出来るという事か?バイクにちょうどいいかもな。


71 :名無しのひみつ:2009/08/24(月) 02:25:13 ID:HYglzdC9
つーかキャパシタの話は聞かんな、いいらしいぞ?容量劣化がないらしい。
ただ電池より電気が貯められないらしい。

74 :名無しのひみつ:2009/08/24(月) 03:30:00 ID:9GMbmvef
>>71
回生の時はキャパシタ使うとかして、メインバッテリーの劣化を抑えるってのは有ったと思う。


72 :名無しのひみつ:2009/08/24(月) 02:47:39 ID:05iM6IEn
リチウムイオンキャパシタなら結構使えるレベルで貯められるらしいぞ。



77 :名無しのひみつ:2009/08/24(月) 07:04:11 ID:VyV1hdoZ
> 層間にイオンをより多く蓄積させ、効率よく出し入れできるようにすれば電池の性能が向上する。

つまり10倍電気を貯められると言うことは、リチウムも10倍必要だと? というより、同じ容量、同じリチウム量なら、バッテリ自体の重さが1/10にできるって言ったほうがいいのか。

78 :名無しのひみつ:2009/08/24(月) 14:50:09 ID:q9LiUYYo
>>71
回生ブレーキではキャパシタ使うと回生効率が上がる、でもリチウムイオンキャパシタは生産技術の問題でもうちょっと先になる。まずは自動車用の大容量電気二重層キャパシタが実用化される予定。



81 :名無しのひみつ:2009/08/25(火) 16:50:48 ID:hwbUrzZD
1回の充電で300キロで体積1/3ならかなりいいね。
関係ないけど、電気(ガソリン)スタンドは屋根で太陽光発電して欲しい。

82 :名無しのひみつ:2009/08/25(火) 17:38:59 ID:JDPWweWJ
>>81
もう、太陽光発電が自然に優しいってイメージやめたら?安定しない上に大した発電もしない癖に場所だけは取るんだから。地熱や水力の方がずっと優しいよ。



84 :名無しのひみつ:2009/08/27(木) 08:58:20 ID:rUcA6P+V
発電力が低いから場所を取るそんな物を大量に設置するくらいなら、発電所とかで集中して発電した方がエネルギー的に無駄が無いという話。水力はこれ以上は難しいと思うけど…

85 :名無しのひみつ:2009/08/28(金) 08:52:02 ID:N2xNIpBX
>84
確かに商業用の太陽光発電は無駄というか、低炭素社会のシンボル以上のものではないでしょう。
でも、各家庭の屋根を使った発電は、それなりの意味はあると思う。


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8876 :  2009.08.30 Sun 14:53  

そんな事より二酸化炭素を燃料に変換する技術の続報を知りたいんだけど
  • #-
  • VIPPERな名無しさん 
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8877 :  2009.08.30 Sun 14:56  

車は全部線路の上走らせればOK
てか道路全部ベンチシートタイプのエスカレーターにしたらいんじゃね?
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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8878 :  2009.08.30 Sun 14:57  

家庭で燃料電池で発電とかどうなったんだろ? 
プリウスが太陽電池で走れるようになったらガソリンなにがなんでも入れない奴出てくるだろうな
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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8880 :  2009.08.30 Sun 16:16  

しっかり、国益の面から長期的な展望を考えてあげてほしい研究だな
他国に奪われないようにするのは元より、商業ベースに乗せられるかな…?
  • #t.g1Q/p.
  • 名無し隊員さん 
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8881 :  2009.08.30 Sun 19:16  

燃料電池車終了のお知らせってことでいいのかな?
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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8882 :  2009.08.30 Sun 20:10  

   ∧_∧
  < ;`Д´>
_(__つ/ ̄ ̄ ̄/_
  \/    /
     ̄ ̄ ̄
   ∧__∧
   < `д´ >
_(__つ/ ̄ ̄ ̄/_
  \/    /
     ̄ ̄ ̄
   ∧__∧
   < `∀´ > !
_(__つ/ ̄ ̄ ̄/_
  \/    /
     ̄ ̄ ̄
   ∧__∧
  < `∀´ > ガタッ
  .r   ヾ
__|_| / ̄ ̄ ̄/_
  \/    /
     ̄ ̄ ̄
   ∧__∧
 ⊂< `∀´ > お~い、チョッパリ!
   ヽ ⊂ )
   (⌒)| ダッ
    三 `J
  • #-
  • 創造力有る名無しさん 
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8883 :  2009.08.30 Sun 20:30  

>>2
販売されてるリチウムイオン2次電池は2年で8割以上の性能を保証されてるはずなんだが。
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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8884 :  2009.08.30 Sun 20:48  

>>8883
たぶん、携帯のバッテリと思われ。
あれほど酷使されるバッテリはないから・・・
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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8885 :  2009.08.30 Sun 23:20  

リチウムイオン電池は容量より安定性をなんとか出来ないかな?
電気自動車怖すぎるんだが・・・
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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8888 :  2009.08.31 Mon 00:46  

 研究成果は、素早く発表すべし!(でも、肝心の隠し味は秘密だヨ。)
 隠しておいて、スパイに論文を先行発表されたり、関連特許を先行取得される方がダメージが大きい。

 省エネ車の未来を支える本当のマテリアルは、まだ暗中模索だが、道路と駐車場のインフラ整備を充実させれば、キャパシタが一番高効率な気がする。(三菱?が研究しているマイクロ波での急速充電が前提。)
 同時に、自動運転(飲酒おk、寝ながら通勤おk、独居老人の通院おk)も見据えた社会設計が必要だと考える。
  • #-
  • ジャギ様 
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8889 :  2009.08.31 Mon 00:52  

先を越された!という精神的ダメージは凄いもんな。
手震えて、そいつの記事読めないしw
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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8890 :  2009.08.31 Mon 03:09  

蒸着、焼結ときたら宇宙刑事しか思い浮かばない
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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8891 :  2009.08.31 Mon 09:44  

キャパシタ載せるとしたら、F-Zeroの回復帯みたいなのができるのか
電池交換式じゃない電気自動車のアイディアは応援したい
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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8901 :  2009.08.31 Mon 18:58  

ある程度使い捨てを覚悟して仕様に踏み切れば、性能を生かせないことはないだろ。
耐久性の問題から日用品には使えないけど、工業用とか軍事用とかなら採算が取れるんじゃないか?
  • #-
  • 名無し隊員さん 
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8909 :  2009.09.01 Tue 07:09  

充電が100倍かかったりして
  • #-
  • VIPPERな名無しさん 
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8910 :  2009.09.01 Tue 08:48  

コバルト酸リチウムの結晶って電気流れるの?
それとも薄いやつをグラフェンに貼り付けて・・・とか?
後、層が集電体に対して垂直になってるならともかく、平行だとリチウムの出入りもかなりにとろくなりそう。

>>8885
元が燃料と酸化剤の混合体だからあきらめなさいw
火がつかないように工夫はしてあるけど、陽極物質と陰極物質が混ざれば基本的に爆発せずにはいられない。
  • #JalddpaA
  • 名無し隊員さん 
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21406 :  2011.09.03 Sat 11:38  

私は日産のウイングロードを37000キロ現在来年の4月で9年になりますが鉛のバッテリーの交換は1度もありません之を電気自動車等に利用できないかと思います廃車に成るまで頑張ってもらうことにしています
ドコモ 090-4946-3961
ソフト 080-3253-9410






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