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KIST、リチウム電池よりも寿命が2倍長いリチウム金属-イオン電池を開発

1200回の充放電でも80%の性能を維持


韓国の研究チームの開発したリチウム金属-イオン電池を装着したドローンが既存の電池よりも2倍以上の時間を飛行してその効率性が立証された。

KIST(イ・ビョングォン院長)はエネルギー貯蔵研究団のチョ・ウォンイル博士チームが現在スマートフォンやノートパソコンに使用されているリチウムイオン電池のエネルギー密度を2倍以上向上させ、1200回充放電しても80%以上性能が維持されるリチウム金属-イオン電池を開発したと9月26日に発表した。

リチウム金属-イオン電池はリチウムイオン電池の黒鉛負極をリチウム金属で代替した電池。リチウムイオン電池よりも理論上ではエネルギー容量が10倍以上大きいことから次世代電池システムとして注目されている。

だがリチウム金属の高い反応性のせいで金属の表面にデンドライト(dendrite : 樹状結晶)が生成され電池の爆発の原因となったり寿命が短くなるなどの問題があった。

研究チームはデンドライト現象を抑えるためにグラフェン系のナノ素材をリチウム金属の表面に均一に転写した。そして「ラングミュア-ブラジェット人造SEI膜(solid electrolyte interface)」と呼ばれる人造保護膜と、量子力学計算を活用して最適の電解質配合度を求めた。

人造保護膜と電解質の配合で1200回以上充放電しても初期性能の80%の性能を維持し、商用化されているリチウムイオン電池の水準にリチウム金属の量を減らしても200回以上の充放電が可能であることを確認した。

チョ・ウォンイル責任研究員は「次世代電池の性能と安定性を画期的に向上させ得る技術を開発した。本研究の成果が高容量で寿命の長い電池の製造を可能にし、リチウム金属-イオン電池を含むリチウム-硫黄電池、リチウム-空気電池など次世代の電池産業に役立つものと期待される」と話している。

研究結果は国際学術誌『Nature Energy』電子版に9月25日付で掲載された。







[2018-09-28]

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