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KIST、リチウムイオンバッテリーの性能をSWで予測

界面膜形成予測シミュレーション技術を開発


韓国の研究チームがイオンバッテリーの性能を予測するソフトウェアシミュレーションを開発した。

KIST(韓国科学技術研究院長、イ・ビョングォン院長)は計算科学研究センターのハン・サンス博士研究チームがリアクティブフォースフィールドシミュレーション技術を通じてシリコン電極と多様な種類の電解質間の化学反応を予測するソフトウェアを開発したと7月6日に発表した。これにともない化学反応中に生成される多様な界面膜構成成分とガス生成のメカニズムを把握することが可能になった。

リチウムイオンバッテリーは密度が高く重量が軽いため高容量のバッテリーを作るのに有利。携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラなどに多く使用されている。しかしリチウムイオンバッテリーは充放電を繰り返すと電極の表面で酸化還元反応により電極-電解質界面膜が形成されて積層され、これがバッテリーの性能を低下させる。

研究チームはシミュレーション技術を通じて界面膜内のガス成分が放出される過程をリアルタイムでモニタリングしそれぞれのガス成分が及ぼす影響を把握、これを制御する方法を提示した。研究チームはまた、開発したシミュレーション技術をオンライン上でグラフィックユーザーインターフェース環境を基盤とするリチウムイオンバッテリーシミュレーションプラットフォームである「iBat(http://battery.vfab.org)」内に装着することで計算専門家ではない研究者も容易に界面膜形成挙動を予測できるよう無償で公開した。

研究に当たったKISTのハン・サンス博士は「電解質の種類によって各種の電極表面における界面反応を予測することが可能。優れた電解質および添加剤の開発の費用を節減し開発時期を早めるのに役立つだろう。既存の計算科学技術の限界だった小規模サンプリング方法を克服して実際の実験と類似した条件で結果を得られる」と話している。

研究結果は物理化学分野の国際学術誌『Journal of Physical Chemistry Letters』に7月6日付で掲載された。






[2017-07-11]

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