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2013年12月25日 (水)

筑波大、希少金属なしで高速充放電できるケイ素ラジカル2次電池を開発

2013/12/20 マイナビニュース
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 筑波大学は12月19日、豊田中央研究所と
共同で、ケイ素ラジカルを2次電池の
負極活物質として利用した蓄電デバイスの
技術開発に成功し、安定な高周期典型元素
ラジカルが電極活物質として有望であると
発表した。
 
 同成果は、筑波大 数理物質系の関口章
教授らによるもの。
 
 詳細は、ドイツ化学会誌
「Angewandte Chemie International
Edition」 オンライン速報版に掲載
された。
 
 電池は、多くの素材を組み合わせて構成
されているが、その特性において、
重要なのは電極素材だといって過言では
ない。
 
 電極の設計の選択肢が多くなるほど、
発現する特性の可能性も広がる。
 
 この点で有機素材を使うことのメリット
 が発揮される。
 
 有機素材は分子設計によって、組成を
さまざまにチューニングすることが可能
だからである。
 
 特に、ラジカルは不対電子を有する
開殻系の分子であり、電子移動反応が非常
に高速で進行するという特徴を持っている。
 
 この特性を電極活物質に利用すると、
高速充放電が可能になる。
 
 例えば、従来の電池では充電に1時間以上
必要だったものが、1分以内に完了する
ことも不可能ではない。
 
 今回の研究では、ケイ素ラジカルを
2次電池の負極活物質にした電池を作製し、
電池特性の評価を行った。
 
 ケイ素ラジカル(50wt%)と導電助剤
カーボンブラックからなる合材を負極に、
グラファイトを正極に、イオン性液体を
電解液に用いた全て有機材料で構成された
2次電池が作製された。
 
 同電池は、リチウムイオンを使うこと
なく高速に作動し、70℃の高温条件でも、
100回程度の充放電を劣化することなく
行えることが判明。
 
 また、従来のデュアルカーボンセル
に比べて出力密度を保持したまま、
大きなエネルギー密度(30mAh/g)を得る
ことができたという。
 
 これは、エネルギー密度の高い
リチウムイオン電池と、パワー密度の高い
スーパーキャパシタの、両方の特性を
併せ持ったバランスの良い蓄電デバイス
と言えるとしている。
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 良さそうですね。
 
>今後、有機材料を活用したスマート
>バッテリの開発は加速度的に進展する
>ことが期待できる
 と言っています。
 
 期待しましょう。

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