17年間のリチウム電池業界のトップ10の技術プロファイル

浙江大学の新しいアルミニウム-グラフェンスーパーバッテリー：長い耐熱性と耐寒性、2時間の使用で5秒充電

12月24日のオブザーバーのウェブサイトによると、最近、浙江大学の高分子科学工学部のチームが新しいタイプのアルミニウム-グラフェン電池を開発しました。研究成果はサイエンス・アドバンシスに掲載されました。

このバッテリーは、マイナス40℃から120℃の環境で動作し、高温耐性と耐寒性の両方を備えていると言えます。新しいバッテリーは、マイナス30℃の温度で、減衰することなく1000倍の充電および放電性能を達成でき、100℃の環境では、45,000回の安定したサイクルを達成できます。また、新しいバッテリーは柔軟性があり、10,000回曲げた後も容量は完全に維持されます。さらに、この新しいタイプのバッテリーは、セルが炎にさらされても発火または爆発しません。

研究者らは、現在のカソードの比容量、出力電圧、および表面負荷には、改善の余地が大きいと述べました。エネルギー密度は、リチウムイオン電池に匹敵するほど十分ではありません。将来的には、高い電力密度を維持しながら、エネルギー密度をさらに高める必要があります。 。さらに、現在の古典的なイオン液体電解質はより高価であり、より安価な電解質が見つかれば、アルミニウムイオン電池の商業的見通しはより広くなるでしょう。

Shanghai Silicate Instituteは、新しい耐熱性リチウムイオン電池セパレーターを開発しました

11月2日の上海陶磁器研究所の公式ウェブサイトによると、中国科学院の上海陶磁器研究所の研究者であるYingjie Zhuが率いるチームは、XianluoHuが率いるチームとチームを組んだ。ヒドロキシアパタイト超長ナノワイヤーの前の華中科技大学。新しい無機耐火紙の研究に基づいて、新しいタイプのヒドロキシアパタイト超長ナノワイヤーベースの高温リチウムイオン電池セパレーターが開発されました。関連する研究結果はAdvancedMaterialsに掲載され、発明特許を申請しています。

電池セパレーターは、高い柔軟性、優れた機械的強度、高い多孔性、優れた電解質の濡れと吸着性能、高い熱安定性、高温耐性、難燃性と耐火性などの多くの利点があり、700の高温で維持できます。 °C。その構造は完全性です。新規のヒドロキシアパタイト超長ナノワイヤーベースの高温バッテリーセパレーターによって組み立てられたバッテリーは、ポリプロピレンダイアフラムによって組み立てられたバッテリーよりも優れた電気化学的性能、サイクル安定性、および速度性能を備えています。この研究は、リチウムイオン電池の動作温度範囲とリチウムイオン電池の安全性を大幅に向上させる上で非常に重要です。新規のヒドロキシアパタイト超長ナノワイヤベースの高温電池分離器は、ナトリウムイオン電池、スーパーキャパシタなどの他の様々なタイプの耐熱電池およびエネルギー貯蔵システムにも適用できることが期待される。

日本は、従来のリチウムイオン電池よりも長寿命の耐火・防爆型リチウム電池を開発しました。

11月30日の新華網の報告によると、日本の研究者たちは最近、高温環境でも燃焼や爆発が起こりにくい、より安全なリチウムイオン電池電解質を開発しました。研究結果は、英国のNatural Energy（Nature Energy）誌に掲載されました。

東京大学などの大学の研究者は、難燃剤であるリン酸トリメチルを含む高濃度の電解質を開発しました。この電解液は燃焼しにくく、1,000回以上または1年以上安定性の高い充放電が可能です。耐用年数は、従来のリチウムイオン電池と同等か、それを上回っています。研究チームは、この電解質がリチウムイオン電池の動作電圧を現在の3.7ボルトから4.6ボルトに上げることができることを指摘しました。これは、電気自動車などの高エネルギー密度および高安全エネルギー貯蔵電池に適しています。研究チームは関連会社と協力します。事前調査。

日本の東芝は、電気自動車用の新しいリチウム電池を開発しました。これは、急速充電にわずか6分しかかかりません。

10月15日に報じられた新華社通信によると、日本の東芝は電気自動車用の新世代リチウム電池を開発しました。急速充電はわずか6分で完了します。報告によると、このリチウム電池は、5000回の充電と放電の後でも電池容量の90％以上を維持でき、マイナス10℃の低温環境でも急速に充電できます。

東芝は早くも2007年にSCiB（スーパーチャージイオンバッテリー）の開発を開始し、三菱のiMiEVやホンダのFitEVなど多くの電気自動車に適用することに成功しています。現在のSCiBは、アノードとして二酸化チタンを使用しています。日本の東芝が開発した新しい電気自動車のリチウム電池は、一般にグラファイトをアノード材料として使用するリチウム電池とは異なります。陽極材料として酸化セリウムチタンを使用し、高エネルギー密度と超急速充電の特性を備えています。従来の電気自動車のリチウム電池は、30分間でバッテリーの約80％しか充電できませんが、新しいリチウム電池は、わずか6分でバッテリーの最大90％を充電できます。東芝のテスト用電気自動車は、6分間の充電後に約320キロメートル充電されました。現在、東芝は50アンペア時と手のひらの容量を持つ新世代のリチウム電池のサンプルを作成し、それを改善することを計画しており、2019年に正式な製品の発売に努めています。

スタンフォード大学の科学者は、リチウム電池よりも安価で効率的なナトリウムベースの電池を開発しています

10月10日の米国の「Qiaobao.com」の報告によると、スタンフォード大学の研究者は、リチウムイオン電池と同じくらいの電力を蓄えることができるが、はるかに低コストのナトリウムベースの電池を開発しました。関連する研究結果がNatureEnergy誌に掲載されました。

研究者は、リチウムが電池を作るための最良の選択であると指摘しますが、リチウムは希少で高価になり、人間はより高性能で低コストの電池を開発するためにナトリウムなどの他のより豊富な元素を使用する必要があります。新しく設計されたナトリウムイオン電池では、ナトリウムイオンをイノシトールに付着させることができます。イノシトールは、米ぬかやトウモロコシの加工からの液体副産物から抽出できる一般的な化合物です。ナトリウムとイノシトールの新しい組み合わせにより、ナトリウムベースのセルのイオンサイクルが大幅に改善され、イオンがカソードから電解質を通ってリンアノードに移動し、より強い電流が生成されます。研究者たちは、バッテリーがソーラーパネルや風力タービンなどの持続可能なエネルギー源からのエネルギーを蓄えるのに役立つと信じています。

ヒューストン大学はマグネシウム電池の研究において大きな進歩を遂げました、そして新しいマグネシウム電池はエネルギー貯蔵技術をより安くそしてより安全にします。

9月8日に報じられた選挙誌のウェブサイトによると、米国ヒューストン大学の八尾燕チームはマグネシウム電池の研究において大きな進歩を遂げており、新しいマグネシウム電池の開発はリチウム電池よりも安全であると述べた、研究成果は雑誌「ナチュラルコミュニケーション」に掲載されました。一般に、マグネシウム電池のエネルギー密度は、リチウム電池のエネルギー密度よりも一般的に低くなります。しかし、新しい陰極材料を開発することにより、マグネシウム電池の容量を400mAh / gに増やすことができます。これは、以前のマグネシウム電池の4倍です。

電池は、PY14 +イオンを正極、金属マグネシウムを負極、従来の塩素含有マグネシウム電解質（APC）を電解質としてその場で膨張させた二次元の層状TiS2材料を使用しています。一価のMgCl +がインターカレーションイオンとして二価のMg2 +の代わりに使用される場合、イオンのインターカレーション中に単純な脱溶媒和（Ea〜0.8eV）プロセスのみが発生し、Mg-Cl結合は切断されず、MgCl +はMg2 +と比較して固体です。位相拡散エネルギー障壁が大幅に減少し（〜0.18eV）、拡散速度が大幅に向上します。現在、マグネシウム電池の電圧は約1ボルトであり、開発中の次世代電池の電圧は3ボルトに近いと言えます。

米国スタンフォード大学：リチウム合金/グラフェンの「千層ケーキ」がリチウム電池の新時代を切り開く

7月14日に報告されたScienceand Technology Dailyによると、米国のスタンフォード大学のCui Wei教授の研究チームは、リチウム合金/グラフェン箔の負極を開発しました。負極の容量はリチウム金属の理論体積容量に近く、安全性に優れています。研究結果は、ジャーナルNatureNanotechnologyに掲載されました。

研究者らは、リチウム合金/グラフェンの「千層ケーキ」は、密集したリチウム合金ナノ粒子をグラフェンシートの大きな層にカプセル化することで調製できると述べました。リチウム合金自体が最大の体積状態であり、高い導電性と優れた化学的安定性を備えたグラフェン「ケーキ」に限定されるため、合金アノードの体積膨張とリチウム金属アノードのデンドライト成長が回避されます。 「千層ケーキ」は、大容量の硫黄正極と組み合わせて、高効率で安定した長寿命の電池にすることもでき、電池のエネルギー密度と安全性能を大幅に向上させます。このリチウム合金/グラフェン箔は、その大容量、優れたサイクル性能、および安全機能により、次世代のリチウム/空気、リチウム/硫黄電池のリチウム金属アノードの代替品として使用されることが期待されています。

深セン大学大学院材料材料研究科のFengPan教授は、ナノ単一粒子リチウム電池の特性の研究に飛躍的な進歩を遂げました。

3月20日の北京大学ニュースネットワークの報告によると、北京大学深セン大学院の新材料学部の研究グループであるFeng Pan教授は、ナノ単一粒子リチウムの特性に関する研究に飛躍的な進歩を遂げました。バッテリー。関連する研究成果は「先端エネルギー材料」の記事に掲載されました。

研究グループは、単一のナノ粒子を分散させた極薄電極を作成する方法を開発し、電極上の粒子をカーボンナノチューブネットワークに完全に分散させた後、電気化学的にテストしました。同時に、研究グループは単一粒子のナノ電気化学計算モデルを開発しました。単一粒子モデルは、実験的な充放電曲線とCV曲線によってシミュレートされ、単一ナノ粒子の界面反応定数とリチウムイオン相拡散係数が得られました。このグループは、さまざまな温度条件下でさまざまな電解質環境システムの単一粒子情報を測定およびシミュレートすることにより、最初に電気化学的界面反応速度反応のプレファクターと、個々の粒子上のリチウムイオンの溶媒和および脱溶媒和を提案しました。プロセスの活性化エネルギーは、ナノ結晶界面の構造をセルの電気化学的性能と相関させながら、直接関係しています。

Qingnengが開発した鉛フリーリチウム電池のワット時あたりのコストは0.5元に管理されています。

1月20日に報告された青島デイリーによると、中国科学院の青島バイオエネルギーとプロセス研究所は最新の科学的研究結果を発表しました：グリーンで環境に優しい鉛フリーリチウム電池を開発した中国で最初のものとコストワット時あたりは0.5元に制御されており、工業化促進の条件があります。

Qingnengの研究開発チームは、低コストのリチウムイオン電池技術、低コストの水性亜鉛電池技術、および新しいマグネシウム電池技術の3つのソリューションを革新的に提案しました。以前は、鉛蓄電池の多くの用途は、1ワット時あたり約0.5元のコストがかかるという大幅なコスト優位性によるものでした。 Qingnengが開発した鉛フリーリチウム電池は、低コストの難燃性セルロースセパレーター、低コストのカーボンアノード、フッ素フリーの環境に優しいホウ酸リチウム、新しい技術などの新しい材料システムを使用して、ワット時あたりのコストを改善しました。鉛蓄電池の交換に相当する工業条件で、0.5元に管理されています。現在、3つの新しいタイプのバッテリーの主要な技術が破られており、実験室でのパイロットテストが完了しています。ただし、現時点ではマンガン電池とマグネシウム電池は量産できず、リチウム電池のみが量産条件となっています。 Qingnengは、低速電気自動車メーカーのReading Groupとの産業協力を推進しており、低速電気自動車を真に環境に優しい輸送手段にしています。

パナソニックが量産用のフレキシブルリチウム電池を発売

1月6日のMITTechnology Reviewによると、パナソニックは今年のCESで3つの異なるバージョンのフレキシブルバッテリーをリリースしました。この新しいリチウムイオン電池は、1000回ねじったり曲げたりしても80％の容量を維持できます。パナソニックのウェアラブルエネルギー部門の副所長である八木頼子氏によると、バッテリーは2018年4月から2019年3月の間に量産を開始します。パナソニックは昨年10月にすべての潜在的な顧客にサンプルを提供しました。

パナソニックのフレキシブルバッテリーは厚さがわずか0.45mmで、各バッテリーはバンクカードサイズですが、容量も非常に小さいです。最大容量のCG-064065バッテリーはわずか60mAhですが、最小モデルはわずか17.5mAhです。つまり、新しいバッテリーは、ウェアラブルデバイス、カードデバイス、モノのインターネットデバイスなどの低電力製品にのみ適しています。

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