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電気研、シリコンの短所を補完した複合負極材製造技術を開発

シリコン-グラフェンリチウムイオン電池用負極材で性能↑価格↓


電気自動車などに使用されるリチウムイオン電池の主要素材であるシリコン(Si)の短所を補完して価格を抑えた複合負極材の製造技術が開発された。

韓国電気研究院(チェ・ギュハ院長)は創意源泉研究本部のナノ融合技術研センターと電池研究センターが共同でリチウムイオン電池用シリコン-グラフェン複合負極材の大量製造技術を開発したと8月30日に発表した。

リチウムイオン電池の次世代負極材としてはシリコンが注目されている。シリコンは黒鉛より約10倍以上の理論エネルギー密度をもっているが、電気伝導度が非常に低く充放電を反復すると4倍ほど体積が膨張する。また粒子が壊れたり電極がはがれて電池の性能が急激に落ちることがあった。

研究チームはこうした問題を解決するためグラフェンに注目した。グラフェンは2次元炭素ナノ素材として伝導性が優れ、電気化学的に安定しておりシリコンを電解質から効果的に保護できる。またグラフェンコーティング層は優秀な機械的強度をもつ網状の構造であり、シリコンの体積膨張による性能低下を抑えられる。

研究チームはシリコン-グラフェン複合負極材をもとにパウチ型フルセル(Full Cell)を製造して電気化学的特性検査にも成功、商用化のための準備過程を完了した。

開発されたシリコン-グラフェン複合負極材製造技術は電気自動車、エネルギー貯蔵システム、防衛産業、宇宙航空などさまざまな分野に活用できる高容量リチウムイオン電池の性能を画期的に高めるのに役立つと見られる。特に電気自動車に用いればバッテリーの性能が向上し走行距離を約20%以上伸ばせると予想される。

韓国電気研は関連特許を出願し、独自に量産準備可能性を検証したうえで企業に技術移転して事業化を推進したいとしている。実務責任者のチョン・スンヨル責任研究員は「複合負極材を大量に製造できるシステムで現在30兆ウォンに達する全世界のリチウムイオン電池市場をリードしたい」と述べた。






[2018-09-03]

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