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EV走行距離10倍に道 リチウムイオン電極材料で単結晶 電池容量大きく(日経産業1面)

東北大学はトヨタ自動車などと共同で、電気自動車(EV)などに使う リチウムイオン電池の正極材料で単結晶を作ることに成功した。 単結晶の性質をうまく調整できれば、電池の容量を左右するリチウムの濃度を 大幅に高めることが可能。結晶の状態と電気特性の関係などについて研究が進めば、1回の充電で走れる距離を現行の約10倍に増やせる可能性もあるとのこと。

レーザー蒸着法により、1センチメートル四方のサファイア基板上に 厚さ0.1マイクロ(マイクロは100万分の1)メートルの非晶質の コバルト酸リチウム膜を付けた。 成膜中にリチウムが抜けやすいため、原料にリチウムを多く加えた。 これをセ氏650度で1時間加熱すると。非晶質だったコバルト酸リチウムが、 基板表面と同じ方向に結晶軸がそろった単結晶に変化した。 加熱温度と時間の選択が良質の単結晶を得るポイントになった。

コバルト酸リチウムは酸化コバルト層が積み重なり、層間にリチウムイオンが挟まった 構造をしている。イオンが動いたり止まったりして電気を運び電池として働く。 層間にイオンをより多く蓄積させ、効率よく出し入れできるようにすれば 電池の性能が向上する。

http://company.nikkei.co.jp/news/news.aspx?scode=7203&NewsItemID=20090814NSS0001&type=2

コメント
レーザー蒸着は実験用としては手軽なのですが、量産性は全くないので、量産は別の手法で作成することになります。今回の結果はメカニズムの点で面白いです。メカニズムがわかれば、単結晶でなくてもいいかもしれませんし、配向だけでもいいかもしれません。その意味では大きな一歩です。
今回の記事は、材料研究の醍醐味のよい例だと思います。そして、新しい材料そのものを開発するのではなく、構造を制御する(単結晶にする)という手法です。
量産までには10年ぐらいかかりそうですが、楽しみな技術です。

れにしても、トヨタの発表として、基礎レベルでよく発表したなという印象もあります。もう少し、実用的になってから発表してもいいと思いますが、何かの戦略なのかもしれません。happy01


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