1000Wh超え大容量ポータブル電源の紹介

リチウムイオン電池の性能(エネルギー密度)が2倍になる技術【SEI薄膜】寿命UP、安全性も向上

リチウムイオン電池の性能が2倍になる技術【SEI薄膜】エネルギー密度、寿命、安全性

キニモノくん
こんにちは。キニモノくんです。

これまでのリチウムイオン電池と比べて、同じ体積(質量)でたくさん蓄電(充電)できるようになる、という記事がありました。

今までと比べて2倍になるそうです。

記事はこちら

詳しい内容は記事を参照してください。

記事の内容

  • 米ペンシルベニア州立大学が発表
  • 新しい固体電解質相間界面(SEI:Solid-Electrolyte Interphase)を開発
  • 新しいSEIはリチウム金属二次電池のエネルギー密度、性能、安全性を高められる
  • SEI(リチウムイオン電極表面に形成される)の安定性が課題だった
  • 米ペンシルベニア州立大学機械化学工学のDonghai Wang教授によると、
    ・SEIは非常に重要
    ・SEIは自然に形成される(電池の中でリチウムと電解液の反応によって自然に形成)
    ・自然に形成されたSEIは、様々な問題を起こす
    ・リチウムイオン電池が長持ちしない理由は、SEIが不安定なこと
    ・高分子複合材料を使用して性能のよいSEI薄膜を形成
  • SEIは解明されていない構成要素のひとつ
  • SEIの劣化⇒デンドライト(樹状突起)の発生に寄与する
    デンドライト:リチウム電極から成長し、電池の性能と安全性に悪影響を与えるもの
  • 開発されたSEI薄膜
    高分子リチウム塩、フッ化リチウムナノ粒子、酸化グラフェンシートから形成された反応性高分子複合材料
  • Thomas E. Mallouk教授によると、
    ・開発されたSEI薄膜はリチウム金属からデンドライトが生じるのを防ぐ物理的障壁になる
    (リチウム金属表面に鉤爪のような結合を形成するように反応し、リチウム表面と電界質中の分子が反応することを防ぐ)
  • 学術誌『Nature Materials』に掲載(ペンシルベニア州立大学の研究論文)
  • 開発された(安定性の増した)SEI薄膜は、現在のリチウムイオン電池と比較して
    ・エネルギー密度が2倍
    ・安全性アップ
    ・寿命が延びる

SEI薄膜

SEI薄膜知りませんでした。ググってみると

次の検索結果を表示しています: 性薄膜

となって、全く違う検索結果になっていました。
googleさんにとっても新しい言葉なのでしょうか。

リチウムイオン電池はすでに普通に世の中に出回っているものなので、まさか解明されていない要素があるとは思いもしませんでした。

この自然にできるSEI薄膜を、人工的に作ってリチウムイオン電池の性能を上げることが可能になるということです。

高性能化、安全性アップ、長寿命化

この技術で、エネルギー密度が2倍になるそうです。

安全性もあがって、寿命も延びる。いいことばかりで素晴らしいですね。

コストが容量あたりで変わらないと尚いいですね。

エネルギー密度

エネルギー密度には体積エネルギー密度(単位:Wh/m³、Wh/L)と重量エネルギー密度(Wh/kg)の2種類があります。
記事ではドローン、スマホが例に挙げられているので、おそらく体積エネルギー密度のことかなと思います。

同じ体積に2倍の電気が貯められるようになるのはいいですね。
また、このことは今までの半分の大きさで同じ容量が貯められるので、より小型化が可能になってきます。

ポータブル電源もより小さくなりますね。

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