オックスフォード大学と東京理科大学の研究者らは12月17日、電池材料の進歩を詳述する別々の研究を発表した。東京の研究チームは、ハードカーボン電極を使用したナトリウムイオン電池が従来のリチウムイオン電池よりも速く充電できることを示した。オックスフォードの研究者は、液体から固体に変化する際にイオン伝導性を維持する電解質を開発しました。東京理科大学の駒場真一教授のチームは、「希釈電極法」を用いてハードカーボンの帯電限界を評価した。このアプローチでは、ハードカーボン粒子と電気化学的に不活性な酸化アルミニウムを混合することで、急速充電中の高密度電極でのイオンの交通渋滞を防ぎます。サイクリックボルタンメトリーと電気化学分析により、ナトリウムイオンはリチウムイオンよりもハードカーボン中を速く移動することが明らかになりました。イオンの移動度を示す見かけの拡散係数は、ほとんどの場合、ナトリウムの方が高いことが判明しました。 「私たちの結果は、HCアノードを使用したSIBの充電速度がLIBの充電速度よりも速いことを定量的に示しています」と駒場氏は述べた。この研究では、ナトリウムがハードカーボンナノ細孔内に擬似金属クラスターを形成するために必要な活性化エネルギーが低いことが判明した。この特性により、ナトリウムの挿入は温度の影響を受けにくくなります。この研究は、 化学科学。オックスフォード大学では、ポール・マクゴニガルと博士課程の学生ジュリエット・バークレーがシクロプロペニウムベースの電解質を作成しました。これらの材料は、液体が固化するとイオン移動度が急激に低下するという考えに疑問を呈します。研究チームは、凝固すると自己集合して柱状になる柔軟な側鎖を持つ円盤状の分子を設計した。この配置により、正電荷が平らなコア全体に広がり、負イオンの閉じ込めが回避され、イオンの流れに対する透過性の構造が維持されます。 「我々は、材料が固化するときにイオン移動度がフリーズしないように有機材料を設計することが可能であることを実証した」とバークレー氏は語った。この研究でのテストでは、さまざまなイオンの種類について、液体、液晶、固相にわたる安定した導電率が確認されました。に掲載 科学東京の研究結果は、ハードカーボン負極を使用したナトリウムイオン電池の急速充電の可能性を強調している。オックスフォード電解質は、メーカーが組み立てのために材料を液体に加熱し、その後固体に冷却することを可能にし、性能を維持しながら漏れや火災のリスクを軽減することで、より安全な電池への道を提供します。
Source: オックスフォード、東京理科大学が電池材料を開発
