XXL の寿命と超高速充電: この固体バッテリーがすべてを変える方法

誰が言うのか電気自動車明らかに、バッテリーが言っています。組み合わせ方急速充電、最適な自律性、最大寿命と最安値?現在、2 つの主要な作業領域が存在します。ナトリウム電池中国が好む、安価だがエネルギー密度が低い。一方では、固体電池、長い間約束されており、革命的な可能性がありますが、実現が遅れています。

今日お話しするのは後者です。の研究者グループハーバード大学 ジョン A. ポールソン工学応用科学大学院権威ある雑誌に掲載されたばかりです科学資料新しい種類の固体電池の発表。プログラムでは、10 分間で雷を充電し、比類のない寿命を実現します。

前例のないパフォーマンス

実際、研究チームは、驚くべき特性を備えた独自の固体電池を開発しました。特に、この電池のセルは 6,000 回の充放電サイクルに耐え、最後でも容量の 80% を維持できます。思い出してください。フォルクスワーゲンも数日前に固体バッテリーについて発表したただし、1,000 サイクルを超えることはありません。

より具体的には、この技術を搭載した車に 60 kWh のバッテリー (または約 500 km の自律性) が搭載されている場合、300 万 km 走行してもまだ 48 kWh の容量が残っています。

そして、これはまだ終わっていない：アメリカのメディアがこの研究を取り上げて以来、充電も最優先事項であるようだエレクトレック、わずか10分で充電完了とアナウンスします。私たちが想像しているように、パフォーマンスには非常に強力な端末が必要です…しかし、それは日の目を見ようとしています。

新しい化学

これらの素晴らしい結果を達成するために、Xin Li 率いるチームは、充電中に全固体電池の内部で何が起こっているのかを調べました。

問題

樹状突起について話す時が来ました。聞いたことはありませんか？しかし、これがこのタイプの電池の開発にとって大きな障害となっています。簡単に言うと、デンドライトはアノード（電池の負極、カソード、正極と混同しないでください）上の金属の突起であり、枝分かれして電極を貫通する一種の根を作り出すことができます。

この形成には 2 つの大きな欠点が伴います。つまり、デンドライトの数が増えるほど、アノードの表面がより不均一になり、新しいデンドライトがより多く引き寄せられるため、一種の悪循環が生じます。最悪の場合、これらが陰極に結合して短絡が発生し、バッテリーの発火につながる可能性があります。したがって、避けるべきです。

「従来の」全固体電池では、アノードがこれらのデンドライトを除去する必要がありますが、これには時間がかかり、その表面がさらに劣化する可能性があります。注意深く観察していれば、さらに多くのデンドライトが引き寄せられることになります。

ラソリューション

そして、ここが Xin Li のチームが革新する場所であり、バッテリーのアノードにシリコン粒子 (ミクロンスケール) のメッキを装備しているからです。リチウムイオンが到達すると、均一に堆積し、樹枝状結晶は形成されません。

Xin Li 氏は、プロセスを説明するために次のような面白い比較も行っています。「私たちの設計では、ヘーゼルナッツの周りのチョコレートの殻のように、リチウムがシリコン粒子の周りにメッキされています。」。画像はありますか？

実際、アノードからのリチウムの排出は、リチウムを無傷のままにしたまま、はるかに簡単かつ迅速に行われます。これで、この急速な充電とこの非常に信じられないほどの寿命についての説明が得られました。

まだまだ長い道のり

この電池はハーバード大学の研究所に存在し、動作しています…切手ほどの大きさのセルの形です。 6,000サイクルを持続したのは彼女だが、研究者らはこう断言している。「私たちの研究は、産業および商業用途向けのより実用的な全固体電池に向けた重要な一歩を表しています。」、それ以上は何もありません。

しかし研究は続けられており、研究チームはこの技術のライセンスをハーバード大学に関連する企業であるアデン・エナジーに提供しており、同社はスマートフォンと同等のサイズのバッテリーを開発しようとしている。電気自動車用固体電池の工業化に向けた小さな一歩です。

思い出してください。BMWなどトヨタ2030年に向けて最初の固体電池モデルを発表する。一人で日産より楽観的であり、2028年から市場に登場。仕事は猛烈な勢いで続きます。たとえば、マイクロソフトはつい数日前に私たちに説明しました。AIを使って未知の物質を発見した方法、全固体電池でも使用できます。