6分で90%まで急速充電できる材料

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6分で90%まで急速充電できる材料

従来のリチウムイオン電池の急速充電は、30分で90%が最速値でした。研究者たちは6分で90%まで急速充電が可能な材料を発見しました。

With Telsa in the lead, the electric vehicle market is growing around the world. Unlike conventional cars that use internal combustion engines, electric cars are solely powered by lithium ion batteries, so the battery performance defines the car’s overall performance. However, slow charging times and weak power are still barriers to be overcome. In light of this, a POSTECH research team has recently developed a faster charging and longer lasting battery material for electric cars.

参照元:http://postech.ac.kr/eng/charging-electric-cars-up-to-90-in-6-minutes/

電気自動車のリチウムイオン電池は、過充電を防ぐため電池の寿命と性能を考えると、90%ほどの充電に抑えておくのが良いというのは、実はほとんどの電池に言えることのようです。

その急速充電は、電気自動車のリチウムイオン電池においては30分以上かかるのが通常であり、電気自動車の普及と大きな関連がありました。

この度、浦項工科大学(POSTECH)により、電気自動車のリチウムイオン電池を6分で90%まで急速充電可能な理論と材料が発見されました。

リチウムイオン電池の急速充電と放電には、これまで電極粒度を小さくする方法が採用されてきました。

しかし、粒子サイズを小さくすると、電池の堆積エネルギー密度が低下するという欠点があります。

研究チームは、準殿と放電の間に相転移の中間相が形成された場合、高エネルギー密度を失うことなく、急速な準殿と放電によって、粒子サイズを縮小することなく高電力を生成できることを確認しました。

充放電中に、新しい相を生成および成長させるプロセスを経る相分離材料の場合、異なる体積の2つの層が単一の粒子内に存在し、2つの相の界面に多くの構造上の欠陥が生じます。

その欠陥は、粒子内の新しい相の急速な成長を阻害し、急速な充電と放電を妨げます。

研究チームによって開発された合成方法を使用すると、粒子内の2つの相関の体積変化を劇的に減らすことができる構造バッファーとして機能する中間相を誘導できます。

さらにこの緩衝中間相は、粒子内に新しい相を作成および成長させ、粒子内のリチウムの挿入及び除去の速度を向上させるのに役立つことが確認されました。

次に中間相の形成が多数の粒子が公正さエル電極内で均一な電気化学反応を作り出すことにより、セルの充電及び放電速度を劇的に増加させる事ができることを証明しました。

研究チームが開発したリチウムイオン電池は、6分で最大90%充電することができ、18秒で54%放電することが可能です。

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