リチウムイオン電池 電解液 イオン伝導度

3. 東芝トップページ > 企業情報 > 研究開発・技術 > 研究開発センター > 研究開発ライブラリ > 電解液に可燃物を含まない水系リチウムイオン二次電池を開発-定置型蓄電池の設置場所の自由度を大幅に改善し、再生可能エネルギーの安定運用、脱炭素社会の実現に貢献- こと. @�g`�� � ��#� endstream endobj startxref 0 %%EOF 149 0 obj <>stream 度でイオン伝導率は極大を示す(図2)1)。一般に 極大点が1 mol/L付近に現れるため、最終的に1 mol/L LiPF6 / EC-EMC溶液をベースとして、微 量の添加剤を加えたものが代表的なリチウムイオ ン電池用の電解液として知られるに至っている。 リチウム塩濃厚電解液 36. この有機電解液のイオン伝導度の位置付けを,他の 電解液とともに図1に示します.参考までに,現在話 題の全固体電池も加えました.冬場など低温環境で特 に重要となる,電解液のイオン伝導度の温度特 … 2∼6) 溶融塩電解液の輸送物性. %PDF-1.6 %���� 6,��1�i�|`5��`�l�n��P�9J{��S�f"،b>`v リチウムイオン電池では電解液が漏れるのを防ぐために正極・電解液・負極の1つ1つのセットに対してカバーが必要だったが、全固体電池では必要なくなる。結果的にエネルギー密度の向上にもつながる。, ・電力の入出力密度が高まる リチウムイオン 電池用電解液では、正極側(Al集電体)・負極側(黒 鉛)の双方における不働態被膜形成のため、LiPF6 塩と炭酸エチレン(EC)溶媒の組み合わせが採用 され、塩濃度はイオン伝導度が最大となる1 mol L-1( M)付近に最適化されてきた(図1 2.ポリマー電池について 2.1 概略 リチウムイオンポリマー電池に用いられる電極およびそ れを構成する材料は,液体型のリチウムイオン電池とほぼ 同等である。大きく異なるのは,電解液の代わりに固体電解 �C;�����C߃��B/,��u��M�{"���t��vw�cy��*;,�וs�D��YTRWn��U�������5�Wi$b��]������P�D2�Z�6�1 ����W�8�.��4�޲tŊ��l(p.Y�/��ݯ�|�M9,����m|f���39H�YF���ĕ`+l�r�-��[�i`��pW=B�U�� endstream endobj 24 0 obj <>>>/Filter/Standard/Length 128/O(h�m�WU㊤�\n�k��>0Q�5�>�s�v�)/P -3392/R 4/StmF/StdCF/StrF/StdCF/U(��tH���P�F�6� )/V 4>> endobj 25 0 obj <> endobj 26 0 obj <>/ExtGState<>/Font<>/ProcSet[/PDF/Text]/Properties<>/MC1<>/MC2<>>>/Shading<>/XObject<>>>/Rotate 0/StructParents 0/TrimBox[0.0 0.0 515.906 728.504]/Type/Page>> endobj 27 0 obj <>stream 174. -リチウムイオン電池, 電気自動車, 全個体電池, トヨタ自動車, 日立造船, 出光興産, 住友電気工業, TDK, 村田製作所, 太陽誘電, オハラ, 日本特殊陶業, 日本電気硝子, アルバック, 東芝, このサイトはスパムを低減するために Akismet を使っています。コメントデータの処理方法の詳細はこちらをご覧ください。, 大阪は日本にカジノ(IR)が誘致される場合の最有力候補地と言われています。大阪にカジノが誘致された場合に恩恵を受けそうな「大阪カジノ関連銘柄17社」をまとめます。, パワー半導体は自動車や家電、FAなど様々で需要が伸びており、長期的に成長が見込める分野です。そして、パワー半導体は日系企業がまだ競争力を持っている市場でもあります。そんなパワー半導体について、基礎知識から市場見通し、各社の取り組みなどをまとめてみました。, 北米のカジノ用ゲーミング機器市場のシェアと日本企業の動向についてまとめます。日本語ではほとんどない情報なので、けっこうレアなデータだと思います。日本企業も参入している市場であり、日本でカジノが開業された際にはこれらの企業も恩恵を受けると思います。, 2020年頃から5Gと呼ばれる次世代の通信技術の商用サービスが開始されます。通信技術は約10年おきに世代交代が起きており、5Gは2012年からサービスが始まった4Gの次の世代にあたります。通信技術にかかわる10年に1度の大きな波がこれからやってくるんです。. 溶融塩電解液の熱物性. 実用化されている電池では、溶媒は水系ではなく有機溶剤系が使用されています。 これは下図のよう、有機溶媒は水系溶媒と比べて、電位窓(分解されずに安定して使用できる電位の範囲)が広いからです。 リチウムイオン電池では使用している3V~4V付近と他の電池と比べて高い電圧で動作します、 そのため、高い作動電圧に耐えられる電解液でないと分解されて、電池として機能しなくなります。これがリチウムイオン電池の溶媒に有機溶媒が使用されている理由です。 特に、正極にて充電時に酸化反 … 第3節. 短時間でたくさんのイオンが行き来できるようになり、充電に必要な時間が短縮される。現状では80%の充電に30%もかかっているが、これが数分に短縮される。, ・エネルギー密度が高まる の X�5X=�� �� �%�Ŵ,� エリーパワーは、この度、電解液に不燃性のイオン液体を用いた、イオン液体型リチウムイオン電池の開発に成功し、本技術に関連する製法特許を出願しました。本電池は、2020年代前半の量産をめざしま … 電解質が固体であるため電極材が溶け出しにくく、正極・負極に使える材料の幅が広がる。既存のリチウムイオン電池では使えなかったエネルギー密度が高い材料を使えるようになる。その結果、リチウムイオン電池よりもより小さく、より高容量な電池を実現できる。, ・セル形状の自由度が高まる Google vs トヨタ 「自動運転車」は始まりにすぎない 【本の概要】 Googleが自動運転車の開発に力を入れています。まだ遠い未来になるとは思いますが、完全な自動運転車が社会に投入されると、社 ... © 2020 上原の株式投資アカデミー Powered by AFFINGER5, 電気自動車での長距離移動は諦めて、短距離移動ニーズだけを狙う(街乗り限定車にターゲットを絞る), 現状では、車載用全固体電池の本命材料は硫化物系固体電解質になるだろう考えられています。, 「2020年代前半に全固体電池の実用化を目指して開発を加速している。開発チームは200人超で、特許出願数も世界一」, 「トヨタ自動車が全固体電池を搭載した電気自動車を2022年に日本国内で発売する方針」, 2018年4月から量産開始される予定で、実現すれば世界初の全固体電池の量産化となります。, 「Google vs トヨタ 自動運転車は始まりにすぎない」から見える自動車業界イノベーション. 2.1.2 リチウムイオン蓄電池に使用される電解液について リチウムイオン蓄電池の電解液には、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカー ボネート(DEC)等の引火性有機溶媒が使用され、複数種の有機溶媒を様々な割合で おわりに-今後の課題. 171. 5)リチウムイオン伝導性 材料中をリチウムイオンが移動する速度。リチウムイオン伝導性の高い電解質を用 いる方が好ましいとされている。 6)全固体電池 固体電解質のみを電解質として用いた(全ての構成材料が固体である)電池。 23 0 obj <> endobj 76 0 obj <>/Encrypt 24 0 R/Filter/FlateDecode/ID[<75331EA54BE34FC98285F86B48099BDF><9A2BFCBF0E1140318EBAB4520F79D380>]/Index[23 127]/Info 22 0 R/Length 196/Prev 254657/Root 25 0 R/Size 150/Type/XRef/W[1 3 1]>>stream +�(O?ho�U��W7�ɋ��ѽ�-(�n��~ЉW����a���ռabH��x�V�x���w˚�5t� B�H�+�g�΀�tŠ�Y�y��ɇV�1����x8�Q.Y��e��f#����͐ζdt�.���|I��*Xڣb�7� �(�ql�f�����3��de�9M�'��t�E3M���{�p�%���TZY��6\��A �t�j� �D=i6�0^�`��]��'! 電池が利用されつつある.リチウムイオン電池は日本ではじ めて実用化された電池で,正極にコバルト酸リチウム,負極 に黒鉛,電解質に有機電解液を用いている.2000 年ごろは, 日本の電池メーカーの小型民生用リチウムイオン電池の世界 5. "��HV1��8�����&��@�i�@ly^���k�����`G�! 1.リチウムイオン2次電池 電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う2次電池。従来型のニッケル水素型2次電池と比較して高電圧、高密度であり、各種ポータブルデバイスや環境対応自動車に適用されている。 2.電極―電解質界面抵抗 170. 技術に関する情報を探すならアスタミューゼ。こちらはリチウムイオン伝導性固体電解質(公開番号 特開2001-319520号)の詳細情報です。関連企業や人物を把握すると共に解決しようとする課題や解決手段等を掲載しています。 で一番重要なのは、 リチウムイオン輸率が1 になる、シングルイオン伝導 になるという点、そして流動しないという点である。 全固体化. 水溶液とイオン液体の解析 ... 高温作動電池および溶融塩電解液のコンセプト . 一般的に、ポリエチレンオキシドのポリマー電解質は、リチウムイオン電池の非水電解液と比較するとイオン伝導度が1桁以上低く、さらにリチウムイオン輸率※1が0.1~0.2と低いことから、室温ではリチウムイオンが電解質中を動く速度が非常に遅くなります。そのため、安定した性能を得 … @d1��=���d ��#i�_xQ?�\J7�ڥ�_ ����ͺ�̛�sVOL�31"L����*'sE��D�`u��2���0�2���Ɵ�8ì}8-���&�ュ��Z�pnD=���h�$����d)������K�iq=(���C�.��t�P�˅0�h��mRa�7�hrёv��vߝ�*�x�w��sb� ��:U�ò�� ����� �r���P�\0Y��ݜLz�u. 3. リチウムイオン電池の次に普及すると期待されている次世代電池「全固体電池」について、その特徴や各メーカーの開発動向、今後の普及見通しについてまとめてみました。, 電気自動車やスマートフォンに現在使われているリチウムイオン電池は、正極・負極・電解液・セパレーターという4つの主要部材から構成されています。, リチウムイオン電池では、リチウムイオンが電解液を介して正極と負極の間を行き来することで充放電が行われます。リチウムイオン電池の正極と負極が接触すると電池がショートして発熱や発火の原因になってしまうので、正極と負極を分離するためにセパレーターが存在します。, 全固体電池の充放電の仕組みはリチウムイオン電池と同じですが、使われる材料が異なります。, リチウムイオン電池ではリチウムイオンの移動媒介として電解液(液体)が使われていますが、全固体電池の場合はそれが固体の電解質に変わります。, つまり、リチウムイオン電池の様に電解液(液体)の中をイオンが行き来するのではなく、固体電解質(固体)の中をイオンが移動して充放電が行われるのが全固体電池です。, 現在、自動車メーカーから電機メーカー、部材メーカーまでたくさんの会社が全固体電池を開発しています。なぜ全固体電池がこれほどまでに注目されているのでしょうか?, 80%の充電に最短でも30分はかかるので、電気自動車が普及すればするほど充電スタンドの待ち時間が長くなり、電気自動車の普及の足かせになってしまいます。, 前者の場合は電気自動車のターゲットを短距離移動だけに絞っているので、電気自動車の本格的な普及にはつながりません。, 後者の場合では大量の電池を搭載することになるので車体が重くなり、価格も高くなってしまいます。テスラの電気自動車がこれにあたります。, ・小型化が可能になる 169. h�bbd```b``�"��H�d�| Dr*�H�m`5� �����&�!����e`��`Ӗ�H�$ リチウムイオン電池に関する前回のコラム「真性高分子固体電解質とリチウムイオン電池」では、有機高分子系イオン伝導性物質と電解質塩からなり、溶媒を全く含まない真性高分子固体電解質について説明しました。 実用的な … 技術のキホン. 現在主流となっているリチウムイオン液体電池の仕組みをおさらいしておくと、正極(リチウム酸化物)と負極(炭素など)の間はリチウム塩有機溶媒という液体電解質で満たされ、セパレーターというミクロの穴が開いた壁で隔てられている。放電時、負極にため込まれたリチウムイオンは電解液中に抜け出し、セパレーターを通り抜けて正極の結晶構造内に入り、リチウムに戻る。その過程で電子をやり取りすることで、外部に電流 … リチウムイオン電池が全固体化される、つまり電解 液が無機の固体電解質になる. このイオン伝導性は, セパレータが有する微細孔に浸透した電解液によ り発現するので,孔構造の制御が重要であり,そ のために前述のような種々の製法が工夫されてい る。 2.2.3 耐電解液性 リチウムイオン電池に用いられる電解液は,非 研究成果(2) ~イオン伝導度~ イオン伝導度測定結果 アルゴンガス雰囲気下 ネットワークポリマー(薄膜) 電解液(LiBF 4 /EC) セル 60℃, 12 h含侵 測定温度の上昇に伴い伝導度の数値が大きく上昇! ゲル中の環分子の並進運動の活性化によって電解液 4. 一番重要なイオン伝導度に関しても、酸化物系は硫化物系に劣ります。酸化物系固体電解質のイオン伝導度は10-3 S/cm程度なので、硫化物系や既存の電解液と比べると一桁小さいです。 このイオン伝導度だと車載用二次電池に使うのは厳しくなります。 172. 6. 正極・電解液・負極の1つ1つをパッケージ化する必要がなくなって正極・電解質・負極の組を多層化できるようになるので、設計の自由度が高まる。, これらの特徴の中で特に重要なのが「電力の入出力密度が高まること」と「エネルギー密度が高まること」の2つです。, 電力の入出力密度が高まることで充電に必要な時間が短縮され、エネルギー密度が高まることで電気自動車の航続距離をより長くすることが可能となります。, 電気自動車の普及の課題になっている充電時間が、全固体電池の実用化によって解決されることになります。, これから実用化の可能性がある固体電解質の材料には、硫化物系固体電解質、酸化物系固体電解質、樹脂の3つの種類があります。, メーカーによって注力している固体電解質材料の種類が異なりますが、材料の良し悪しを決める主な要因は(1)イオン伝導率の高さ、(2)材料の安全性、(3)電池の作りやすさ、の3点です。, 中でもイオン電導度が高くなると正極と負極の間を移動するイオンの速度が速くなり、高い出力が可能となるため、最も重要な性能指標として見られています。, イオン伝導率の高さでは、硫化物系材料が最も優れています。既存のリチウムイオン電池に使われている電解液のイオン電導度は10-2S/cm程度ですが、これを超えている固体電解質材料は硫化物系のみとなります。, イオン電導度の高さに加えて、硫化物系材料は樹脂並みに柔らかいため加工がしやすいという特徴もあります。, 一方で課題となるのは硫化水素の発生に対する安全性の確保です。硫化物系材料は硫黄(化学記号S)が含まれているので、水素(H)と反応して有毒な硫化水素(H2S)が発生します。, 解決策としては、硫化水素無毒化剤の使用や、固体電解質が大気に触れないような外装構造とするなどの開発が行われています。, 酸化物系固体電解質の製造には焼成プロセスが必要になるため、セラミックの焼成技術を持つTDKや村田製作所、日本特殊陶業などのセラミック材料メーカーが既存技術を活用して参入しています。, 但し、酸化物系材料の製造には約1,000度での焼成が必要になるため、硫化物系に比べると製造コストが高くなります。また、大型化した電池構造の焼結体では破損の危険があるため、大容量化にも課題があります。, 一番重要なイオン伝導度に関しても、酸化物系は硫化物系に劣ります。酸化物系固体電解質のイオン伝導度は10-3S/cm程度なので、硫化物系や既存の電解液と比べると一桁小さいです。, 樹脂には印刷由来の量産技術が使えるという強みがありますが、イオン電導度の低さが課題となっています。, 樹脂系材料は独Boschなどが開発していますが、固体電解質の材料として話題に挙がることはあまり多くありません。, 現状では、車載用全固体電池の本命材料は硫化物系固体電解質になるだろう考えられています。トヨタが中心となって開発を進めており、理論上は電解液以上のイオン電導性を実現することができます。, 一方で酸化物はセラミックメーカーが中心となって開発を進めていますが、大容量化とイオン電導度に課題があるため、ウェアラブル端末などの電子機器やアイドリングストップ向け等に使用される見通しです。, トヨタ自動車は2017年10-11月に開催された東京モーターショーで、副社長のDidier Leroy氏が「2020年代前半に全固体電池の実用化を目指して開発を加速している。開発チームは200人超で、特許出願数も世界一」とコメントしています。, 2017年7月の日経新聞では、「トヨタ自動車が全固体電池を搭載した電気自動車を2022年に日本国内で発売する方針」とも報道されています。, また、トヨタ自動車は東京工業大学との共同研究でイオン電導度で世界一レベルの固体電解質を発見しており、液体電解質を上回る性能を実現可能としています。, 日立造船は小型の全固体電池を2020年をめどに販売開始するとしています。最初はロケットなどの特殊用途向けに展開し、将来的には電気自動車への採用を目指しています。, 国内電池メーカーと組んでサンプル製品を製造し、電気自動車向けではホンダの性能評価を受けているとのことです。, TDKは2017年11月に全固体電池の新製品を発表しました。2018年4月から量産開始される予定で、実現すれば世界初の全固体電池の量産化となります。, 2017年9月にソニーからの電池事業買収を完了した村田製作所は、2017年10月の村田社長へのインタビューで「2019年製品化をターゲットとして全固体電池の開発を進めている」とコメントしています。, 全固体電池の用途はウェアラブル機器をターゲットとしており、全固体電池と車載向け電池は別のアプローチで行うとしています。, サムスンSDIは2017年7月のインタビュー記事で、2018~19年頃までにギャラクシーで全固体電池を採用したいとコメントしています。, 一方で、車載向け全固体電池の採用は2025年頃になるだろうともコメントしています。, Report: Samsung to use Solid-State Batteries for its Galaxy Phones within Two Years, 全固体電池は、現在主流のリチウムイオン電池が抱えている課題を解決する次世代電池として注目されています。, 全固体電池は安全性や設計の自由度で電解液を使用する既存のリチウムイオン電池よりも優れていることに加えて、電解液よりもイオン電導度が高い固体電解質の開発も進んでいます(トヨタ自動車と東京工業大学の共同研究)。, 一方でまだ量産技術は確立しておらず、最もボリュームが期待できる車載向けの実用化は早くても2022年頃になる見込みです(トヨタが一番手か?)。, 当面はTDKなどのセラミックメーカーが開発する酸化物系材料を使用した全固体電池がウェアラブル機器などのリチウムイオン電池を置き換える形で普及が進み、将来的にはトヨタ自動車やサムスンSDIが開発する硫化物系の全固体電池が電気自動車向けに採用されるという普及拡大ストーリーとなりそうです。, 2019年には村田製作所やサムスンSDIなど他社からも全固体電池の投入が始まる見込みで、今後も全固体電池に対する注目は更に高まりそうです。, 日系メーカーの競争力が高い分野でもありますので、2018年の投資テーマの1つとして全固体電池には注目しています。, 元外銀勤務。現在は外資系の金融機関で日本株のファンドマネージャー。30代で資産10億を目指して、日本株、米国株、新興国株、海外不動産、仮想通貨に投資をしています。, -業界分析 電気伝導度の空間分割 . 溶融塩の電気化学安定性. 現在、国内で消費される全エネルギーの約4分の1は運輸が占めています。その90%を自動車が占めることから、燃料をガソリンから電気に転換することは、エネルギー消費量およびCO2の削減に効果的です。また、電気を動力とする車は、粉じんやPM2.5の原因となる排気ガスを出さないため、クリーンな移動手段としても注目されています。このため、電気自動車に使用されるリチウムイオン電池や、燃料電池車に使用される固体高分子形燃料電池について、それぞれの性能向上とコスト低減に向けた技 … 技術に関する情報を探すならアスタミューゼ。こちらはリチウムイオン伝導性固体電解質(公開番号 特開2001-319520号)の詳細情報です。関連企業や人物を把握すると共に解決しようとする課題や解決手段等を掲載しています。 この有機電解液のイオン伝導度の位置付けを,他の 電解液とともに図1に示します.参考までに,現在話 題の全固体電池も加えました.冬場など低温環境で特 に重要となる,電解液のイオン伝導度の温度特 … 一番重要なイオン伝導度に関しても、酸化物系は硫化物系に劣ります。酸化物系固体電解質のイオン伝導度は10-3 S/cm程度なので、硫化物系や既存の電解液と比べると一桁小さいです。 このイオン伝導度だと車載用二次電池に使うのは厳しくなります。 電解液(塩)の材料と特徴 なぜ市販品ではLiPF6が採用されているか? いまでは、スマホ向けバッテリーや家庭用蓄電池、電気自動車用搭載電池としてリチウムイオン電池が主に採用されています。. 研究成果(2) ~イオン伝導度~ イオン伝導度測定結果 アルゴンガス雰囲気下 ネットワークポリマー(薄膜) 電解液(LiBF 4 /EC) セル 60℃, 12 h含侵 測定温度の上昇に伴い伝導度の数値が大きく上昇! ゲル中の環分子の並進運動の活性化によって電解液 度でイオン伝導率は極大を示す(図2)1)。一般に 極大点が1 mol/L付近に現れるため、最終的に1 mol/L LiPF6 / EC-EMC溶液をベースとして、微 量の添加剤を加えたものが代表的なリチウムイオ ン電池用の電解液として知られるに至っている。 リチウム塩濃厚電解液 イオン伝導性も⾼いといった特徴を持つ 1) 。 あるリチウム⼆次電池の電解液にイオン液体を適⽤する これらの特性に着⽬し,電気化学デバイスへの適⽤を ことを⽬的とした研究を紹介する。また,最近の研究報 試みる多くの報告がなされている.

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