日本の東京工業大学は、世界最高水準の全固体電池の容量を引き上げた。
7月16日のJiemian Newsによると、少し前に、日本の東京工業大学の加納良治教授を中心とする研究チームが、全固体電池の急速充電機能と容量の向上に成功しました。この分析は、新しい標準材料を確立し、製造プロセスを再検討することによって実現されました。関連論文は、アメリカの「Science」誌に掲載されました。全固体電池は新しい種類の電池です。他の電池とは異なり、液体電解質はなく、ポリマー、酸化物、または硫化物が固体電解質として使用されます。
トヨタは最近、経済タイムズによると、固体電池技術のブレークスルーを受けて、電気自動車のバッテリーのサイズ、価格、重量を半分にするという野望を明らかにしました。トヨタのトップバッテリー専門家である海田圭司氏は7月4日、バッテリー材料の製造プロセスを合理化することで、次世代技術のコストを削減できると述べました。「液体電池と全固体電池の両方について、バッテリーが大きすぎ、重すぎ、高価すぎるという現状を覆すことを目指しています」と海田圭司氏は述べています。「可能性の面では、これらの要素をすべて半分にすることを目指しています。」さらに、中国科学技術大学の馬成教授は、新しい種類の固体電解質を開発しました。その包括的な性能は、最も洗練された硫化物および塩化物固体電解質と同等ですが、価格は後者の4％未満であり、工業化に適しています。
日本の全固体電池が新たなブレークスルーを達成
Jiemian Newsによると、上記の日本の東京工業大学の研究では、高エントロピー材料を使用して、高いイオン伝導率を持つ固体電解質を開発し、作成しました。既知のリチウム高速イオン伝導体の組成複雑度を高めることにより、リチウムイオン伝導率は従来の材料の約2.3〜3.8倍になり、バッテリーの充電時間を短縮できます。これは、バッテリーの充電性能に影響を与える指標が、現在の標準的なバッテリーと比較して最大3.8倍に増加する可能性があることを意味し、これは現在世界最高水準です。
さらに、研究グループは製造プロセスを改善し、負極は従来のグラファイトの代わりにリチウム金属を使用し、正極の容量を単位電極面積あたりで現在のものの1.8倍に増加させました。試作された全固体電池は、電極1平方センチメートルあたり20ミリアンペア以上のバッテリー容量を備えており、これは現在世界で発表されている最高水準です。
現在の電力バッテリー市場では、液体リチウム電池が依然として優位な地位を占めています。中国科学院の院士である孫士剛氏は、現在のリチウム電池のエネルギー密度は理論的な限界に近いと述べています。過去10年間で、液体リチウム電池のエネルギー密度は2〜3倍に増加しました。液体リチウム電池と比較して、全固体電池は高エネルギー密度、高安全性、長寿命という利点があり、市場では次世代エネルギー電池技術と見なされています。
近年、学術界では全固体電池に関する多くの新しい成果が現れており、その多くは中国人科学者です。
「光明日報」によると、中国科学技術大学の馬成教授は、新しい形態の固体電解質であるリチウムジルコニウムオキシクロリドを開発し、合成しました。価格は後者の4％未満であり、工業用途に適しています。この研究は、今年6月27日に国際的に有名な学術誌Nature Communicationsに掲載されました。
全固体リチウム電池の工業化への道において、日本の企業はより積極的です。今年の6月初旬、トヨタは全固体電池の商業化に関する最新戦略を発表しました。2027年早々には、全固体電池を搭載した電気自動車を発売し、10分未満で約1,200キロメートル走行できるようになります。
トヨタの全固体電池はゲームチェンジャーか？
Financial Connected Pressによると、トヨタは火曜日（7月4日）、固体電池技術で大きなブレークスルーを達成し、バッテリーの重量、体積、価格を半分にすることができ、電気自動車の進歩に大きなメリットをもたらす可能性があると述べました。
世界第2位の自動車メーカーは現在、2025年までに高度な全固体電池を搭載した電気自動車を発売する戦略を追求しています。液体電池と比較して、全固体電池にはより大きな利点があります。
トヨタのカーボンニュートラルR&Dセンターの海田圭司社長は次のように述べています。「液体電池であれ、全固体電池であれ、私たちの目標は、バッテリーが大きすぎ、重すぎ、高価すぎるという現在の状況を完全に変えることです。この点での可能性の面では、これらの要素を半分にすることを目指します。」
ハイティアン氏は、同社がバッテリーの耐久性を向上させる方法を開発し、現在、1,200キロメートルの航続距離と10分以下の充電時間を持つ全固体電池を製造できると信じていると述べています。
バーミンガム大学のビジネスエコノミクスのデイビッド・ベイリー教授は、トヨタの主張が真実であれば、これは電気自動車の将来にとって画期的な瞬間になる可能性があると信じています。「多くの場合、プロトタイプ段階で何らかのブレークスルーがありますが、生産を拡大することは困難です。」彼は付け加えました。「それが本当にブレークスルーであれば、それは破壊的な変化、さらには電気自動車になる可能性があります。市場の聖杯です。」
Financial Timesによると、同社は2027年に電気自動車用の全固体電池の製造を開始する予定です。
Meijing.comの以前のレポートによると、2020年8月には、全固体電池を搭載したトヨタの電気自動車がライセンスを取得し、走行実験を開始しました。トヨタは記者団に対し、2025年までにトヨタの全固体電池を小規模に量産し、最初にハイブリッド車に搭載すると発表しました。2030年までに、トヨタの全固体電池は継続的かつ安定した生産を達成する予定です。
「開発プロセス中に、全固体電池のイオンがバッテリー内で高速に移動して高出力出力を実現することを知りました。この機能をハイブリッド車で利用して、全固体電池の利点を活かしたいと考えています。」トヨタは表明しています。
2021年、トヨタ自動車は、2030年までに、主要な自動車技術分野で今後10年間でリードし、電気自動車とハイブリッド車の価格で持続的な競争力を維持するために、電力バッテリーとそのバッテリーサプライチェーンの開発に1.5兆円（約881億2000万元）を投資する予定であると発表しました。
7月4日のCNR.comのレポートによると、記者は中国科学技術大学から、中国科学技術大学の馬成教授が新しい形態の固体電解質を開発したことを知りました。その包括的な性能は、最も洗練された硫化物および塩化物固体電解質と同等です。しかし、価格は後者の4％未満であり、工業用途に適しています。6月27日、この成果は国際的に有名な学術誌Nature Communicationsに掲載されました。
強力な価格優位性を持つ一方で、リチウムジルコニウムオキシクロリドの広範な性能は、最も洗練された硫化物および塩化物固体電解質に匹敵します。実験により、リチウムジルコニウムオキシクロリドと高ニッケル三元正極で構成された全固体リチウム電池が優れた性能を発揮することが証明されています。12分間の急速充電条件下で、バッテリーは室温で2000サイクル以上効果的にサイクルします。
研究者によると、リチウムジルコニウムオキシクロリドは、現在の最低コストで最も高度な硫化物および塩化物固体電解質と同等の性能を達成することができ、全固体リチウム電池の工業化にとって非常に重要です。