全固体電池のリチウムイオン移動、電解質の粒界が抵抗に…物材機構が解明した意義 ニュースイッチ by 日刊工業新聞社
物質・材料研究機構の長谷川源ポスドク研究員と桑田直明主幹研究員らは、全固体電池のリチウムイオン移動は電解質の粒界が抵抗になっていることを突き止めた。マイナス１００度Ｃ以下に冷やしてリチウムイオンの動きを極めて遅くしたところ、粒界でリチウムイオンの濃度差ができる様子を観察できた。拡散係数は粒界で１万分の１以下になる。全固体電池開発に知見を提供していく。 ２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を低温観察に応用した。リチウムイオンがほとんど移動しない温度でリチウムイオンの分布を測定する。 リチウム同位体を酸化物電解質の端から導入して拡散する様子を観察した。 すると粒界に沿ってイオン濃度が変わっていた。電解質粒子内部ではイオンは高速で動くものの、粒界が抵抗になる。粒内と粒界では拡散係数が５ケタ変化すると見積もられた。 電池のシミュレーションがより正確になる。イオン拡散を妨げない粒界を設計できれば全固体電
因果律の壁を越える！次世代量子バッテリーへの挑戦～不確定因果順序が拓く新境地：充電のパラダイムシフトを実証～ | 2023年 | プレスリリース | News | 東京大学 大学院 情報理工学系研究科
HOME News プレスリリース 2023年 因果律の壁を越える！次世代量子バッテリーへの挑戦～不確定因果順序が拓く新境地：充電のパラダイムシフトを実証～ 重ね合わせの原理や量子もつれなどの性質を利用したエネルギー貯蔵における最先端の研究として、量子バッテリーは現在注目を集めています。しかし、従来のバッテリーと同様に、量子バッテリーの性能にも限界があり、これは量子力学の法則によって制約されているといわれていました。一方、近年、従来の量子力学の枠組みを超えて事象の因果順序にも重ね合わせ原理を持ちうるという仮説が提唱され、充填プロセスにおける量子重ね合わせの実現が期待され始めました。我々は、不確定因果順序を導入することで、従来とは一線を画す発展があると確信し、研究を進めてきました。 東京大学大学院情報理工学系研究科のYuanbo Chen(チェン ユーフォー)大学院生と長谷川禎彦准教授は量子
東芝が5V級正極電池を28年に実用化へ、寿命は6000回
この新型LIBは従来のLIBと違い、コバルト（Co）を一切使わず、負極にLiが樹状に析出して短絡する可能性がほぼなく、副反応によるガス発生もないなど安全性が高い。それでいて、エネルギー密度はリン酸鉄リチウム系LIB（LFP）と同等かやや高く、充放電が非常に速い。東芝によれば「0％から80％に5分で充電できる」。加えて、低温に強く、セ氏60度の高温にも強い。さらには、充放電サイクル寿命が約6000回と長寿命である。容量は1.5Ahだとする。 LTO/NTO負極電池の最後の課題を高電位正極でカバー 東芝はこれまで、負極にチタン酸リチウム（LTO）を用いた独自のLIB「SCiB」を開発し、電気自動車（EV）や新幹線などさまざまな用途で実用化している。一般的なLIBに比べて安全性が高く、長寿命で急速充放電や低温に強いといった多くの特長を備える。 ところがこのSCiBには課題もあった。出力電圧が約2
中国車載電池｢CATL｣の成長に急ブレーキの理由
中国の車載電池最大手、寧徳時代新能源科技（CATL）の成長が急減速している。10月19日に発表した2023年7～9月期決算は、売上高が前年同期比8.3％増の1054億3000万元（約2兆1589億円）、純利益は同10.7％増の104億3000万元（約2136億円）にとどまった。 CATLが7月に発表した2023年1～6月の上半期決算では、売上高は1892億5000万元（約3兆8752億円）と前年同期比67.5％増加。純利益は207億2000万元（約4243億円）と同2.5倍に膨らんでいただけに、7～9月期の業績は伸び悩みが顕著だ。 足元の中国市場でシェア低下 CATLは車載電池の出荷量で依然、世界首位を独走している。だが「主戦場」である中国国内市場では、ここにきて苦戦が目立ち始めている。 車載電池の業界団体のデータによれば、2023年9月におけるCATLの車載電池の国内市場シェアは39.4
中国が黒鉛の輸出を規制…韓国の二次電池業界に激震
中国が黒鉛の輸出を規制…韓国の二次電池業界に激震 陰極材の原料を対象に12月から適用 輸入の97％を中国に依存 バッテリー業界の弱点に直撃弾 ▲ポスコケミカルの人造黒鉛陰極材工場で稼働する製造設備 ／ポスコケミカル 「資源の武器化」を進める中国がガリウムやゲルマニウムに続きわずか2カ月で今度は黒鉛（グラファイト）の輸出規制を突然発表した。黒鉛は二次電池の4大素材（陽極剤、陰極材、電解質、分離膜）の一つである陰極材を構成する原料だ。韓国はほぼ全てを輸入に頼っているが、その97％を中国に依存している。韓国の主要産業をねらった今回の輸出規制は次世代半導体の原料となるガリウムやゲルマニウムとはまた違った影響が出るとみられる。しかも中国は全世界の黒鉛精錬市場の70％を占めている。「バッテリー・サプライチェーン」で脱中国を目指す米国の計画にもかなりの影響が出そうだ。 【グラフ】電池素材の80％を中国に
多孔質グラフェンを電極に用いた高性能マグネシウム空気一次電池を開発｜研究プレスリリース | テクノロジー・材料 - TSUKUBA JOURNAL
マグネシウムは入手が容易な電池材料の一つで、食塩水を電解液として使用するため、炭素系電極と組み合わせると、安価に電池を構成できます。本研究では、多孔質グラフェンとマグネシウムを電極に用い、また、電解液を固体化することで、白金電極と同等以上の性能を持つ空気一次電池を開発しました。 カーボンニュートラル社会構築に向けて、電池技術の開発が求められています。一次電池（使い切り型電池）は繰り返しの使用はできませんが、充電可能な二次電池よりも安価に製造でき、かつ安定した電圧が得られることから、センサーや災害用の電源として期待されています。しかし、これらの多くはリチウムなどの高価な金属電極を使用しており、これらに代わる電池材料の探索が求められています。 正極に炭素系材料、負極に埋蔵量豊富なマグネシウム、正極活物質の酸素を大気中から取り込むことで動作するマグネシウム空気一次電池は、食塩水を電解液とするため
フォード｢ミシガン州EV電池工場｣建設中断の裏側
アメリカ自動車大手のフォード・モーターは9月25日、アメリカのミシガン州で進めていた車載電池工場の建設を一時中断すると発表した。この工場は中国の車載電池大手、寧徳時代新能源科技（CATL）との提携を通じて、生産技術のサポートを得ることになっていた。 工場の建設計画はフォードが2月13日に発表。35億ドル（約5202億円）を投じて、EV（電気自動車）約40万台分に相当する年間生産能力35GWh（ギガワット時）のリン酸鉄系リチウムイオン電池の生産ラインを立ち上げる内容だった。 建設資金はフォードが100％出すが、CATLが建設準備や（完成後の）工場運営に参加し、車載電池の特許技術も供与する形で協力、2026年の量産開始を目指していた。 EV優遇税制の対象外に? フォードは、この投資計画に関する最終決定はいまだ下されていない、としつつも「競争力のある工場経営ができるという確信を得るまでは、関連プ
EV電池材料リチウム｢相場低迷｣に長期化リスク
EV（電気自動車）の車載電池の主要原料であるリチウムの相場下落が止まらない。業界関係者の間には、「価格低迷は今後2年は続く」という悲観的な見方が広がっている。 広州先物取引所の9月26日の取引では、決済期限が2024年1月の炭酸リチウムの終値が1トン当たり14万9100元（約303万円）と、15万元（約305万円）の大台を割り込んだ。先物相場は直近の2カ月で4割近く急落。また、同日時点の現物価格も1トン当たり17万元（約346万円）と、1年前より6割以上も安い水準にある。 秋のEV商戦は期待外れ リチウム相場の低迷の主因は、電池メーカーやEVメーカーの需要回復の見通しが立たないことにある。例年なら、秋の行楽シーズンは自動車業界で「金の9月、銀の10月」と呼ばれる書き入れ時だ。しかし今秋の商戦は（中国の景気減速の影響などで）盛り上がりを欠いている。 業界団体の全国乗用車市場信息聯席会の速報デ
アングル：ＥＶ電池材料の「人造黒鉛」、中国が圧倒的優位の現実
９月１２日、 電気自動車（ＥＶ）の重要な電池材料である黒鉛は、中国が市場をがっちりと握っている。写真は電気自動車充電ポイントのサイン。英マンチェスターで８日撮影（２０２３年 ロイター/Phil Noble/File） [１２日 ロイター] - 電気自動車（ＥＶ）の重要な電池材料である黒鉛は、中国が市場をがっちりと握っている。欧米は中国に対抗するために「人造黒鉛」と呼ばれる新しい技術への投資を進めているが、この分野でも中国が圧倒的な優位に立ち、欧米は苦しい戦いを迫られそうだ。 人造黒鉛は１９世紀後半には開発されていたが、ＥＶ電池用材料に浮上したのはこの１０年ほどに過ぎない。利用が急速に拡大しており、ベンチマーク・ミネラル・インテリジェンスは、２０２５年までにＥＶ用電池の負極市場の３分の２近くを占める可能性があると予測している。
重量エネルギー密度300Wh/kgの全固体電池セルを開発
ソフトバンクは2023年8月24日、Enpower Japanと共同で、全固体電池セルで重量エネルギー密度300Wh/kgの実証に成功したと発表した。 両社は、IoT（モノのインターネット）機器や携帯電話の基地局向けに、エネルギー密度が高く、大容量で軽い次世代電池の開発を進めていた。 リチウムイオン電池はイオン伝導体に有機電解液を用いるが、全固体電池は固体電解質を使用するため、電解液の発火や液漏れなどのリスクが低く、安全性が高い。また、固体電解質は電解液と比べて物質が安定しており、寿命特性や温度特性の向上、作動電圧範囲の拡大などが期待されている。 全固体電池には課題もある。固体電解質の場合、液体とは違って正極活物質－電解質の界面の密着性が低いことや、イオン伝導に関わる界面抵抗の増加により、電池容量の減少、出力特性や寿命特性の低下を起こしやすい。また、全固体電池に使われる固体電解質は、電解液
オリゴ糖で蓄電池の性能向上、電解液に添加 米研究所 - 日本経済新聞
米エネルギー省傘下のパシフィック・ノースウェスト国立研究所（PNNL）の研究グループは、電池の基幹部材である「電解液」にオリゴ糖を添加し、電池の容量と出力、寿命を向上させることに成功した。米科学誌「ジュール」で発表した。タンクにためた大量の電解液をポンプで循環させる「フロー電池」で使う。この電池は再生可能エネルギーの蓄電システムに向き、リチウムイオン電池に比べて発火の恐れが少ない。約20年間は
EV電池材料リチウム｢先物価格｣中国市場で急落
EV（電気自動車）の車載電池の主要原料であるリチウムの先物価格が、中国市場で急落している。広州先物取引所の炭酸リチウムの先物取引では、決済期限が2024年2月以降となる取引の成約価格が1トン当たり20万元（約394万5000円）のラインを軒並み割り込んだ。 2023年7月24日の取引終了時点では、決済期限が2024年1月の取引は前営業日比4.21％安の1トン当たり21万1400元（約417万円）で引けた。しかし2月ものは同7.02％安の19万9400元（約393万3300円）と20万元を下回り、3月もの以降は下げ幅が10％を超えた。 リチウム大手の株価も下落 「炭酸リチウムの現物価格は、2024年に1トン当たり20万元を割り込むとの観測が市場に広がっている。それが先物取引に影響したようだ」。財新記者の取材に応じた商品アナリストは、背景をそう解説した。 リチウム製品大手の株価も、先物価格と連
「テスラのバッテリー交換、約230万の請求きました」 突然の不具合にオーナー困惑、愛車とは泣く泣く別れ
米電気自動車（EV）テスラのバッテリー交換で約230万円（見積り）を請求されたという日本人オーナーの投稿が大きな話題になっている。「デカすぎる出費」と衝撃が走ったが、いったいどんな状況だったのか。投稿した藤井マシュー（@mashu0504）さんに愛車の“その後”も含めて聞いた。 米電気自動車（EV）テスラのバッテリー交換で約230万円（見積り）を請求されたという日本人オーナーの投稿が大きな話題になっている。「デカすぎる出費」と衝撃が走ったが、いったいどんな状況だったのか。投稿した藤井マシュー（@mashu0504）さんに愛車の“その後”も含めて聞いた。 外車SUVに夢中になった理由とは？ “花の82年組”アイドルの華麗なる愛車遍歴（JAF Mate Onlineへ） 「テスラのバッテリー交換 約230万の請求きました 認定中古車購入して3年たち車検も受けて何も問題なく乗ってましたが いきな
伝導率が世界最高のリチウムイオン伝導体が示す全固体電池設計の新しい方向性 次世代電池材料を用いた厚膜型全固体リチウム金属電池を実現
要点 伝導率が世界最高の固体電解質の超リチウムイオン伝導体を開発。 開発した材料を用いて電極面積あたりの容量が現行の1.8倍の厚膜正極を作製し、優れた電池特性を実証。 開発した厚膜正極と次世代電池材料として注目されているリチウム金属負極を利用して、大容量・大電流特性を示す全固体電池を実現。 概要 東京工業大学 科学技術創成研究院 全固体電池研究センターの堀智特任准教授、菅野了次特命教授、高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所の齊藤高志特別准教授、東京大学 生産技術研究所の溝口照康教授らの研究グループは、伝導率が世界最高の固体電解質の超リチウム（Li）イオン伝導体[用語1]を開発した。従来、全固体電池の固体電解質の伝導率が低いと正極の厚みを増して、容量を増やすことが困難であったが、新しい電解質を応用することにより1 mm膜厚の正極を開発し、全固体電池[用語2]の特性を飛躍的に向上させ
モバイルバッテリーが膨張して怖い→ 家電量販店も役所も引き取らない→ ダメモトでお願いした結果|ガジェット通信 GetNews
かつてAmazonで購入したモバイルバッテリー。スマホにワイヤレス充電ができ、便利だと思い使用していたのですが、購入から数か月で膨張し、約半年が経過したことろには外装にヒビが入るほど膨張してしまいました。インターネット上で調べてみると、膨張したモバイルバッテリーは爆発の恐れがあると警告されています。 モバイルバッテリーが膨張したので…… 購入したバッテリーは中国シンセン市に本社があるMOXNICE社のもの。日本語の公式Twitterもありますが、数年前にツイート更新が止まっているので撤退したのかも？ 日本国内の対応は難しい感じ……。 ＜モバイルバッテリーの状態＞ 購入して約半年のモバイルバッテリー 膨張して外装が壊れかけている 爆発したら怖い 家電量販店での回収 購入して約半年しか経過していないモバイルバッテリーですが、仕方なく廃棄を考え、家電量販店ビックカメラのサイトを調べてみました。す
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リチウムイオンより軽いリチウム空気電池、“現段階で考えうる最良の正極”が見つかる
全固体電池を大容量に マクセルが’24年サンプル出荷 - 家電 Watch
中国ＣＡＴＬ、9月の国産ＥＶ搭載電池シェアが昨年6月以降で最低
トヨタと出光、バッテリEV用全固体電池で協業発表
世界のＥＶバッテリー市場、中国のＣＡＴＬとＢＹＤで半分余り占める
