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【工学】従来の10倍の容量を有する次世代蓄電池の反応機構を解明/ケンブリッジ大

1 :伊勢うどんφ ★:2014/02/13(木) 23:14:25.46 ID:???
ケンブリッジ大学は2月3日、従来の10倍以上の容量を持つシリコン型次世代リチウムイオン電池の内部反応を実験的に解析可能な技術を開発し、
その反応機構を解明したと発表した。

同成果は、同大 先端光電子工学センターの緒方健博士(JSPSリサーチフェロー)、化学学部のClare Grey教授らによるもの。
詳細は、英国科学誌Nature Publishing Groupの「Nature Communications」に掲載された。

シリコンはリチウムイオン電池の負極に用いられ、従来の炭素を用いた電極の10倍以上の容量密度を有する。
そのため、スマートフォンやタブレット、ノートPCをはじめとするモバイルデバイス、および電気自動車などの高容量ニーズへの応用が期待されている。
しかし、電池の劣化原因となる作動中の詳細な反応機構は非常に複雑で、これまで良くわかっておらずシリコンの電極への応用は限られていた。

1つのシリコン原子は、最大で4つ程度のリチウム原子を吸収し合金化するため、充放電中にその体積は最大で300%程度の膨張・収縮を繰り返し、それが劣化へと繋がる。
また、合金は無秩序に原子が並んだ状態を主に取るため、従来の解析方法で詳細な原子レベルの情報を得ることは難しい状況だった。

そこで今回、研究グループは、体積膨張を緩和するシリコンナノワイヤと無秩序原子配列の定性・定量解析が可能な
核磁気共鳴技術を組み合わせた用いた新しい測定システムを開発した。
さらに、同技術を用いることで、電池動作中の詳細な原子結合状態推移を複数回の充放電サイクルにわたり明らかにした。
この成果により、現在、負極中に部分的に使用されているシリコンの比率が急速に増加し、正極の開発状況に伴い、
従来の数倍程度の容量を有する次世代リチウムイオン電池の開発が期待されるとコメントしている。

マイナビニュース 2/3
http://news.mynavi.jp/news/2014/02/03/422/index.html

NATURE COMMUNICATIONS
Revealing lithium–silicide phase transformations in nano-structured silicon-based lithium ion batteries via in situ NMR spectroscopy
http://www.nature.com/ncomms/2014/140203/ncomms4217/full/ncomms4217.html

2 :名無しのひみつ:2014/02/13(木) 23:19:31.13 ID:u8gZ2egc
よくわかんねえなぁ
ラジコンのバッテリーに使える?

3 :名無しのひみつ:2014/02/13(木) 23:19:40.46 ID:T7aVT7Vv
シリコン化合物って膨張係数が恐ろしく大きい気がするが。

4 :名無しのひみつ:2014/02/13(木) 23:23:24.65 ID:l4niHLX5
よくわからん
イゼルローン要塞で例えてくれ
ガイエスブルク要塞でもかまわん

5 :名無しのひみつ:2014/02/13(木) 23:24:59.73 ID:qPXDbfjt
え、ケンブリッジ大学さすがと思ったら、
中の人は日本人なのか。

6 :名無しのひみつ:2014/02/13(木) 23:25:13.06 ID:T7aVT7Vv
>早稲田大学理工学術院応用物理化学研究室の逢坂哲彌教授と門間聰之准教授
>らは、リチウム蓄電池材料としての新しいシリコン負極材料を開発しました。
>これまでの研究開発報告では、シリコン負極は充放電による膨張・収縮により
>電極が壊れやすく、およそ100回の充放電が限度でしたが、新シリコン負極
>材料はこうした電極の劣化を防ぐことに成功し、約7,000回の充放電が可能
>となりました。
http://www.waseda.jp/jp/news12/121015_lib.html
これだと電極の劣化を防げるとあるが膨張を防げるとは書いてないな。
どうやって膨張を抑えるんだろ。

7 :名無しのひみつ:2014/02/13(木) 23:31:23.22 ID:T7aVT7Vv
http://www.nims.go.jp/news/press/2013/03/p201303270.html
>実験の結果、充電反応に伴うシリコンの体積膨張は、理論的に推定されてきた
>値より大きな膨張を示すことが明らかとなった。これは、リチウムとシリコン
>の合金化反応がアモルファス相などを形成しながら進むためと考えられるが、
>その詳細なメカニズムについては、更なる検討が必要である。
バッテリー液が変動可能な車載バッテリーみたいのなら問題ないんだろうけど
円筒型やら密閉型だと過充電で液漏れなんだろうか。
樹脂製の容器にいれて体積膨張分も容器が変形して吸収するんだろうか。
3倍の体積になるみたいな検索があるんだけど。

8 :名無しのひみつ:2014/02/13(木) 23:35:23.82 ID:PJ3gR23S
爆発の危険性をどう防ぐんだよ
実用化にはそこを防ぐ基礎技術が必要だろ

9 :名無しのひみつ:2014/02/13(木) 23:37:08.80 ID:wv+0rXP0
3倍に膨張したとたんに液漏れで
ごめんなさい

10 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 00:06:05.58 ID:oUxiy3xV
おがたけん

11 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 00:07:49.83 ID:cL8zoyy6
>>7

つ【緩衝剤】

12 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 00:18:56.89 ID:I1Si4zUy
ナバロンの要塞をイワン砲が攻撃した感じ

13 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 02:17:36.53 ID:aEQqjViu
はやくiPhoneに実装してください

14 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 06:07:23.89 ID:NWFAN3jh
【電池】リチウムイオン電池の反応メカニズムを分析する設備が完成 -SPICA
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1347053294/
【エネルギー】作動中のリチウムイオン電池の電極の断面を世界で初めて観察 蓄電池の劣化原因解明へ 京大
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1351166943/
【電池】リチウムイオン電池の詳細な充放電メカニズムを解明 高速充放電可能な蓄電池の実現へ/京都大学など
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1366157376/


【航空】高まるリチウムイオン電池への懸念―「787」の事故受け WSJ [01/18]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1358476751/
【電気機器】B787で発火したリチウムイオン電池 トヨタはHV搭載に慎重だった (J-CASTニュース)[13/01/17]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1358472998/

【化学】東ソー、リチウムイオン電池の破裂・燃焼を防ぐ新素材開発--2014年度から販売 [02/23]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1361584852/
2014/1/26
リチウムイオンの中核素材、発火リスク低く 三菱製紙
http://www.nikkei.com/article/DGXNASDD2600R_W4A120C1TJC000/

【電池】車用電池、走行距離3倍 積水化学が新材料、コスト6割削減 [13/12/03]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1386404054/

【車関連】エコカー電池で「日独連合」--独BOSCH(ボッシュ)・GSユアサ・三菱商事 [06/20]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1371683611/
【電気機器】消える三洋出身のキーマン パナ電池事業で人材流出危機 (DIAMONDonline)[13/12/27]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1388113625/

【電力関連】日本ガイシ、顧客にNAS電池(大規模電力貯蔵システム)の撤去要請へ--火災事故の恐れ [06/04]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1338785964/

【車/エネルギー】欧州企業が燃料電池車の普及にらみ水素関連ビジネスに本腰、ドイツ国内に供給拠点400カ所整備 [10/05]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1380976453/
【エネルギー】燃料電池車対応、水素ステーション設置へ JX日鉱日石が検討[13/12/20]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1387507183/

【自動車】トヨタ、燃料電池車量産へ…EVと競争激しく [14/01/27]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1391274261/
【商社】50軒分の蓄電池システム、3年後にも商業化へ 住友商事[14/02/10]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1392000818/

【技術】100%輸入に頼るリチウム 海水から低コストで採取する新技術開発 リサイクルも容易に/日本原子力研究開発機構
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1391833279/
【資源】日本がリチウム資源超大国になれる!? JAEA、海水からの回収技術を開発[14/02/10]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1392013533/

15 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 10:42:06.04 ID:HFzNLgvb
電池の改良はまだまだ進んでダイナマイト以上の爆発力も

16 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 10:43:29.96 ID:nn685x6/
すでに日本の量子電池が実用量産化寸前なんでしょ?

17 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 10:47:49.51 ID:P3r7FV+g
>>9
えっちなのはいけないと思います

18 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 13:25:07.69 ID:cH0GDTks
容量もいいけど寿命が10倍になるようにしてほしい
そういうのって無理なんかな

19 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 13:45:51.26 ID:k5yd4ePW
量子電池は1万サイクルでも劣化無しだったな
こーいう蓄電技術が次世代エネルギーサイクルには必須
(・∀・)イイヨー

20 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 14:55:47.59 ID:zfu/BaEh
       ^>》, -―‐‐<^}
       /:::::::/,≠´:::::;::::::::ヽ.   初音ミクのボーカロイド広場 で検索すると !?
.      /:::::::〃:::::::::/}::::丿ハ
     /:::::::::i{l|:::::/ ノ/ }::::::}  
      /:::::::::::瓜イ● ´● ,':::::ノ  初音ミクのボーカロイド広場 で検索すると !?
.     /:::::::::::::|ノヘ.{、 ( フ_ノノイ
   /:::::::::::::::| /}`不´) ::::::::

21 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 19:32:24.25 ID:zqP8UUAP
この手の「従来の何倍の〜〜を実現」系の技術で実用化されたものって垂直磁気記録とFinFETしかない気がする
信越化学のといいこれといい本当に商品化できるのかよ・・・

22 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 21:22:18.38 ID:Se439ioR
エネルギー密度が高いと危険も大きい
温度の上昇や圧力や電圧異常で爆発

23 :名無しのひみつ:2014/02/14(金) 22:49:40.66 ID:IY2PtMyW
まあそれで行くとガソリンや灯油はもちろん、サラダオイルだって
リチウム電池などゴミみたいな物凄い密度なんですけどね

24 :名無しのひみつ:2014/02/15(土) 00:43:10.34 ID:wipNwv0k
ソニー、バッテリ発火の原因を公開 〜絶縁層に金属粉が混入し短絡
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2006/1024/sony2.htm

ソニー、バッテリー発火問題で「VAIO」のバッテリーを自主交換
http://trendy.nikkeibp.co.jp/article/news/20061018/119304/

25 :名無しのひみつ:2014/02/16(日) 15:00:29.68 ID:IyUfo+ym
半導体電池 battenice のスレは無いの?
http://www.mjc.co.jp/files/page/pdf/528b008635acc_20131119150910.pdf

26 :名無しのひみつ:2014/02/16(日) 23:00:20.08 ID:mA06TdaO
爆発が心配だよね。もはや電池というよりダイナマイトみたいなイメージのほうが近そうな。

27 :名無しのひみつ:2014/02/17(月) 00:18:16.57 ID:LZIwIclk
>>25
どこのニュースにも見向きされてないしな。
どう考えてもうっさんくさい。

28 :名無しのひみつ:2014/02/17(月) 08:49:48.43 ID:plHH2MMQ
>>26
いやそれいったらガソリン車など到底乗れませんが
ガソリンの方がはるかに上だしな

29 :名無しのひみつ:2014/02/17(月) 10:12:27.35 ID:RrjKfvhX
緒方拳ってすごい!

30 :名無しのひみつ:2014/02/17(月) 18:16:35.58 ID:/ocEsggd
>>27
もうすぐ電池展に出るよ

31 :名無しのひみつ:2014/02/17(月) 19:42:07.25 ID:25XnKtmh
日経産業新聞mobile 2014年02月17日付
亜鉛電池、寿命10倍、日本触媒が電極、水素電池と同等―安価で安全、HV用狙う。
http://mbiz.nikkei.jp/sp/spacetoday/detail.aspx?&keybody=oXpqERNx_zG4.tAK1wzy8xJV69Lo22KVCIBiLF4CGdG_F_k5sBBoag==&index=1&from=0&flag=top
日本触媒はニッケル亜鉛電池や空気亜鉛電池の寿命を10倍以上延ばす亜鉛電極を開発した。
電極に特殊なイオン交換膜を貼り、短寿命の原因となる電極の形態変化を防ぐ。
2次電池で主流のリチウムイオン電池や水素電池と同等の寿命を実現できるという。
亜鉛電極を使う電池は安価で毒性も少なく、ハイブリッド車向け電池などでの採用を狙う。

32 :名無しのひみつ:2014/02/17(月) 19:47:24.36 ID:cGS26J+q
寿命10倍なら充電式の工具にほしいな。1個1万円もするバッテリーが半年で死んでしまった。なんてひどい品質だ

33 :名無しのひみつ:2014/02/17(月) 20:26:34.85 ID:ss4Wp6RV
クリック募金紹介

http://awabi.2ch.net/test/read.cgi/news4plus/1389191166/-100

34 :名無しのひみつ:2014/02/19(水) 14:10:27.21 ID:Z0te4qUi
首都大など、CNTが熱を電気エネルギーに変換する性能を持つことを発見
http://news.mynavi.jp/news/2014/01/31/073/index.html
首都大学東京(首都大)と東京理科大学は1月29日、高純度の半導体型単層カーボンナノチューブ(s-SWCNT)
フィルムが、熱を電気エネルギーに変換する性能を持つことを発見したと発表した。

35 :名無しのひみつ:2014/02/20(木) 17:22:36.48 ID:JtPnKCo9
でもお高いんでしょう?

36 :名無しのひみつ:2014/02/22(土) 06:33:22.76 ID:xPO7Ampi
もとから三倍に膨らませとけばいいんだよ

37 :名無しのひみつ:2014/02/22(土) 07:01:49.33 ID:Xw9yzeLF
>>5
    ,,-‐、______,-''三ヽ     中
   ( ミ,,-――――――-- 、丿     の
   /::/   U        `ヽ     人
  /:/   (;;;;;;;;;)ノ ハU(;;;;;;;;;)U ヽ    な
 /:/ U  i||| -     l - lli   i     ど
 |;|         、__丿     U i   い
 ||      U   ,ニ,ニ、      i.    な
 |::|   U     | |  ̄ | |  U <三三 い
三三>       U l iエエ,i      人    !!!
 |:::::::::ヽ、______ー___,,-'':::::
 |::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

38 :名無しのひみつ:2014/02/22(土) 07:21:56.43 ID:pZv5Crr1
でも、爆発するんでしょ

39 :名無しのひみつ:2014/02/22(土) 10:35:07.20 ID:3el5QwLZ
まあ20年後の電気自動車は
1充電での航続距離は500km
電池寿命は5年
車両重量は軽自動車で600kg
くらいにはなっているだろう
そうすると充電コスト次第で
ガソリン車を駆逐しているかも

40 :名無しのひみつ:2014/02/22(土) 11:06:18.25 ID:h1R1PiPy
この手の話は結構あるけど、
結局採算が桁違いに合わないんだよな

41 :名無しのひみつ:2014/02/26(水) 06:52:33.17 ID:aumOoY96
http://www.batteryjapan.jp/
今日から電池展。
battenice の正体が判明するな。

42 :名無しのひみつ:2014/02/26(水) 07:01:33.57 ID:h4wPOyLh
>>1
原子力村が全力で隠蔽するニュースきたこれ

43 :名無しのひみつ:2014/02/26(水) 07:46:44.64 ID:GmT0Xr1k
膨張を考えても1倍の容積で3.3倍の容量が確保出来るな

44 :名無しのひみつ:2014/02/26(水) 09:06:16.64 ID:5fqWppYd
>>42
原子力村の陰謀を語る陰謀論者がきたこれ

45 :名無しのひみつ:2014/02/26(水) 19:34:51.61 ID:QaFk+X/k
14.4V 3Ah(多いほどいいらしい))のインパクト用バッテリーを2時間に1回充電してるのが、20時間に1回で済むのか
まあ価格は出せて今のバッテリーの価格(1万程度)+4000円だけど

46 :名無しのひみつ:2014/03/01(土) 15:35:46.93 ID:NptiwEQa
2014/2/19
米「工学のノーベル賞」に元ソニー技術者ら
http://www.nikkei.com/article/DGXNASDG1900Z_Z10C14A2CR0000/
 【ニューヨーク=杉本貴司】全米技術アカデミー(NAE)は18日、リチウムイオン電池を開発した
元ソニー技術者の西美緒氏(72)と旭化成フェローの吉野彰氏(66)ら4人に対し、
「工学分野のノーベル賞」と呼ばれる「チャールズ・スターク・ドレイパー賞」を授与した。
米首都ワシントンで同日、授賞式が開かれた。日本人の受賞は2年連続。
 パソコンや携帯電話、電気自動車などに幅広く使われるリチウムイオン電池は、
ソニーが1991年に世界で初めて実用化。西氏についてNAEは「西氏の統率の下で
ソニーが高性能リチウムイオン電池を市場に送り出した」と功績を評価した。
 旭化成の吉野フェローは正極、負極、セパレーターからなる基本構造を開発、
「安全性を著しく高めた」(NAE)ことでリチウムイオン電池の普及につながった。

 ドレイパー賞は実用化されて人々の暮らしに役立った工学分野の最高峰の賞とされる。
2013年は携帯電話の基礎となる研究で成果を上げた金沢工業大学の奥村善久名誉教授が受賞した。

47 :名無しのひみつ:2014/03/01(土) 15:37:01.59 ID:NptiwEQa
【物理】レアメタル不要で発火の心配なし、新型シート電池の正体
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1393589933/
日本マイクロニクスは、グエラテクノロジー(神戸市)と共同で、新原理による二次電池「battenice」の量産化技術の開発に成功した。
通常の化学電池ではなく量子技術を用いた「物理電池」に分類されるもので、
試作した100mm角、厚さ11μm(ミクロン)のシート状電池では、
単3形乾電池2本(直列接続)で約1分充電することで、小型モーターでファンを1分間以上回せる性能を実現している(図)。

同電池は端的に言えば、絶縁膜(絶縁性樹脂または無機絶縁物)で覆った
n型金属酸化物半導体〔例えば、二酸化チタン(TiO2)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)など〕の微粒子を充電層に用いたものである。
製造の過程で、同充電層に紫外線をある条件で照射しておくことで、n型金属酸化物半導体のバンドギャップ(価電子帯と伝導帯の間の幅)内に
新たなエネルギー準位が多数形成される。
充電によってそれらの準位に電子を入れ、放電時にはそれらの準位にある電子を放出させることで、二次電池として機能する。

48 :名無しのひみつ:2014/03/02(日) 12:39:16.73 ID:Do8HyyBf
量子電池をリチウム電池と較べるのはカテゴリーエラーだな。
量子電池の比較対象は化学電池だろう。
化学電池の頂点はリチウム電池で確定したようだが、
量子電池の頂点がbatteniceとは限らない。
原理が理解されて別の材料・別の設計が試されたら、
もっと効率の良い組み合わせが発見されるのかもしれない。

49 :名無しのひみつ:2014/03/02(日) 12:57:58.84 ID:FISDVvQU
一家に一台、小型原子炉アトム
付属品として放射能漏れ対策デバイス、コスモクリーナーミニをお勧めします。

50 :名無しのひみつ:2014/03/03(月) 17:07:17.61 ID:+3c5PKhH
電池関連でノーベル賞が出たことあるの?
ジャンル問わず。

51 :名無しのひみつ:2014/03/04(火) 05:20:16.33 ID:OXqwWCNC
>>48
言っている事が分からない

52 :名無しのひみつ:2014/03/04(火) 11:59:33.00 ID:XSQRl3kX
  マイトレーヤは、衛星中継によるテレビ網をとおして全世界に直接語りかけるでしょう。
  人々はマイトレーヤの顔を見るのですが、彼は語らないでしょう。
  マイトレーヤの思考が、沈黙のうちにテレパシーによって聞こえるでしょう。
  私たちは、それぞれ、私たち自身の母国語でマイトレーヤの呼びかけを心の内に聞くでしょう。
Q それは私の生きている間に起こるでしょうか。私は51歳です。A はい。
Q UFOの着陸は世界中で起こるのですか。A はい。
Q 世界平和の脅威である国はどれですか。A イスラエル、イラン、アメリカです。
Q イスラエルの役割は何ですか。A 跪いて、パレスチナでの行為に対する許しを請うことです。

  核エネルギーは途方もなく強力で、肉体の免疫システムを弱体化させ、
  普通なら感染しないようなあらゆる病気に感染することになります。
  インフルエンザや他の病気にかかりやすくなり、対処する能力がどんどん乏しくなっていきます。
  このエネルギーが人間の脳に作用し、アルツハイマー病の増加、記憶力の減退、方向感覚の喪失、
  そして人体の防御システムの漸進的な崩壊を引き起こします。
Q 福島県民は永久に避難すべきでしょうか。A 発電所が閉鎖されれば1年か2年で戻れるでしょう。
Q 汚染されたかもしれない食料品を扱う最良の方法は何でしょうか。A 廃棄すべきです。
Q 日本の近海から採れた食料を食べることは安全ですか。A それほど安全ではありません。

スノーデン「アメリカ政府は地底人に攻撃されることを恐れている」
飛鳥昭雄「シャンバラの住人とアメリカ軍が戦う。日本人はボーッとしてるだけなんだよ、知らんぞ。」

53 :名無しのひみつ:2014/03/19(水) 16:50:47.08 ID:sbhFOCj5
【物理】リチウムイオンバッテリーの電子の動きを直接観測し定量化する世界初の分析手法を開発…日産など
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1395148833/

54 :名無しのひみつ@転載禁止:2014/04/08(火) 22:43:47.49 ID:xJ95pFuG
2014/04/08
【海外】スマートフォンを30秒で充電、イスラエル企業が動画公開
http://ai.2ch.net/test/read.cgi/newsplus/1396954507/
動画を公開したストアドット社のドロン・マイヤーズドーフ最高経営責任者(CEO)によると、
この技術はテルアビブ大学のアルツハイマー研究から生まれたという。
マイヤーズドーフ氏は、「研究の過程で特定のアミノ酸が分離され、我々はこのアミノ酸と
ペプチドを使ってナノ結晶を生成することに成功した。これが持つ特性を利用して、
バッテリーなどさまざまな装置が開発できた」と解説する。
しかも同氏によれば、この製品は急速充電できるだけでなく、プラグを抜いた後も充電を
続けられるという。
ただし、この点についてCNN読者からは、「不可能だ」「あり得ない」などのコメントが
相次いでいる。

StoreDot Flash-Battery Demo
https://www.youtube.com/watch?v=9DhJZAhjbcI

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