【蓄電】「1秒で充電できるクレジットカード大の携帯電話も可能」大容量・高出力の新型マイクロ電池−イリノイ大

「1秒で充電できるクレジットカード大の携帯電話も可能」大容量・高出力の新型マイクロ電池、イリノイ大が開発

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の研究チームが、新構造の高性能リチウムイオンマイクロ電池を開発した。スーパー
キャパシタと同等以上の高出力を実現でき、無線通信分野への新規応用や電子デバイス小型化などが可能になると
している。2013年4月16日付けの Nature Communications に論文が掲載されている。

http://111.89.136.85/app-def/S-102/wp/wp-content/uploads/2013/04/201304UIUC_01.jpg
図1　三次元のマイクロ電極間をリチウムイオンが移動するイメージ （Credit: Beckman Institute for Advanced
Science and Technology）

論文によると、今回開発されたリチウムイオンマイクロ電池の出力密度は最大7.4mW cm-2 μm-1 であり、最高性能の
スーパーキャパシタと同等以上の高出力となっている。既存のマイクロ電池と比較すると、2000倍程度の高出力であると
いえる。

このように電池を高出力化することで、無線信号の届く距離を30倍に延ばしたり、デバイスを1/30に小型化したりできると
考えられる。充電時間も1000倍高速化できるので、1秒足らずで充電できるクレジットカードサイズの携帯電話などが
実現する可能性がある。

リチウムイオン電池は高容量を実現できるが（高エネルギー密度）、一度に大量のエネルギーを出し入れできないため
（低出力密度）、充電に時間がかかるという弱点がある。研究チームは今回、マイクロ電池内部の微細な三次元構造を
最適化することにより、通常トレードオフの関係にあると考えられているエネルギー密度と出力密度を同時に高めることに
成功したという。

マイクロ電池のセル構造を図2に示す。電極は、多孔質金属（ニッケル）の足場上に正極材および負極材をそれぞれ
均一に被覆して同一基板上に形成する。正極材にはリチウム化した酸化マンガン（LMO）、負極材にはニッケルスズの
単層薄膜を用いている。このマイクロ構造によって、電極活物質と電解質中における電子およびイオンの移動距離が
短くなり、出力密度が上がる。同時に、活物質の体積を大きく保つことで、エネルギー密度を高めることができる。活物質の
厚さは17〜90nm、多孔質金属足場の孔の口径は330nmまたは500nmとした。正極と負極は幅30μmサイズとし、
10μm間隔で交互にかみ合わせた形状とした。セル全体の体積は0.03mm3程度となっている。

http://111.89.136.85/app-def/S-102/wp/wp-content/uploads/2013/04/201304UIUC_02.jpg
図2　マイクロリチウムイオン電池の構造と電極形成プロセス （James H. Pikul et al., Nature Communications (2013) doi:10.1038/ncomms2747）

SJNニュース　再生可能エネルギー最新情報　2013年4月20日
http://sustainablejapan.net/?p=4062

High-power lithium ion microbatteries from interdigitated three-dimensional bicontinuous nanoporous electrodes
James H. Pikul, Hui Gang Zhang, Jiung Cho, Paul V. Braun & William P. King
Nature Communications 4, Article number: 1732 doi:10.1038/ncomms2747
http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n4/full/ncomms2747.html

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人間が沸騰してバーン

それは利点のみの強調なんじゃないの

急発熱・爆発のリスク激増と経年劣化が著しくなるでしょう

説明みてもさっぱりわからん

ただスゲーって事はわかった

これは革命になるかも

はよ実用化せーや

巨大な倉庫の写真かと思った

失敗したらオーストラリア大陸のおおきさが吹っ飛ぶ
とかだと、そう簡単に実験できないな

大型化したら原発必要なくなるかな

リチウムイオン電池は爆発するから却下！！

ほんとにリスクもなく、この理屈が再現可能だとすれば、今は一瞬すぎて手の出ない雷とか、チャージできるんじゃあ…？


>>8
超光速実験かナニカか…

>>8
次元波動爆縮放射器か

>>11
雷って高いのは電圧だけじゃね

ミニ太陽が実験施設内でつくれればいいのにね
お手本は毎日頭上にあるのに・・

>>14
常温核融合が本物ならそれも実現するだろ
万に一つもありえないとは思うが

>>1
危険な香りがする・・しかし、できたらいいなー

とうとうこの分野でブレイクスルーが来たのか

１分でも凄いのに１秒か

>>13
電力量になおすと１発42kWhだそうだ。
http://www.acelion.co.jp/kaminari/meca/meca.html

1000mAhの電池を1秒で充電すると家のブレーカー落ちるな

>>1
エネルギーの密度の高いものは、基本的に危険ってことだ

車の充電に使えないのか

日本はオマコン

畜電器と思って読んだら、二次電池。技術革新早いねぇ。

そんな大電流の流れる回路を携帯電話の内部に押し込めるのか？

燃えそう

出力密度は高くても、エネルギー密度が高くないと充電池としてはいまいちじゃないのか

クレジットカード型の携帯電話か
熱膨張してお餅みたいにふくらみそう

EVにも使える技術なら、世の中がガラリと変わる程の技術だけど
記事ではその事に触れていないから
まだ色々課題や制約があるのかな

>論文によると、今回開発されたリチウムイオンマイクロ電池の出力密度は最大7.4mW cm-2 μm-1 であり、
>最高性能のスーパーキャパシタと同等以上の高出力となっている。
はい。解散

凄い技術ドンドンきてるね
実用化した携帯はやくほしい

新開発の爆弾が完成したって話？

電池二つ買えば3秒で充電できるよ
しかも場所を選ばない

なるほどリチウムイオン電池の高容量を保ったまま、電極構造の改良で
スーパーキャパシタ並みの高出力化に成功したと
問題はこの電極を低価格量産できるか？って製造工程の話だな

また日本猿がパクるだろうな


気をつけて！！！

>>34
集積回路並みの値段がしそうだな

キチガイ朝鮮人がみっともない工作してるな

日本猿にパクられないよう気をつけて！
日本猿にパクられないよう気をつけて！
日本猿にパクられないよう気をつけて！
日本猿にパクられないよう気をつけて！
日本猿にパクられないよう気をつけて！
日本猿にパクられないよう気をつけて！
日本猿にパクられないよう気をつけて！
日本猿にパクられないよう気をつけて！
日本猿にパクられないよう気をつけて！
日本猿にパクられないよう気をつけて！
日本猿にパクられないよう気をつけて！
日本猿にパクられないよう気をつけて！
日本猿にパクられないよう気をつけて！

ウソを百回言えば真実になると信じ込んでいるんだね
キチガイ朝鮮人らしいなあ

キチガイ日本人が朝鮮人の工作に見せかけて必死だな

端子を触ったら大電流を一秒で食らうの？

容量が増えるとは一言も書いてない。
最大出力電流が増えるだけ。

キチガイ朝鮮人がもう一匹潜んでたか

釘をさしてショートすると燃えると言われるリチウムの電極を、こんなに近づけて大丈夫なのか？

なんだこのURL？

キャパシタのほうが格下じゃん

で、電池以外はどうやって薄くするの？
携帯電話

ポケットに入れていて
パキッと割れた瞬間に人体発火しそうｗ

一様に帯電した面電荷

畜電池の充電時間を改良するより
キャパシタの保持時間を改良する方が楽なんじゃね

そんな大電流じゃ熱で壊れるんじゃないの

>>13
化繊のぱちぱちと一緒くたにすんなw
岩とか木とか吹っ飛ぶんだぞw

中国が作ったらどれくらいの爆発力になるかが問題だな

新しい正極・負極材を発見した訳ではなくて
構造を工夫しただけなのに
容量密度が上がるなんて
電池の原理的に有り得ないだろ。

>>29
変わらない。
エネルギー密度は別に高くない。

>>54
容量密度が上がったとは書いてないと思う。
正確には、「リチウムイオン電池の容量密度を下げずにスーパーキャパシタ並みに高出力化」
ってところだろう。それをまとめて「大容量・高出力」というタイトルは軽い釣りかな。

【蓄電】「1秒で充電できるクレジットカード大の携帯電話も可能」大容量・高出力の新型マイクロ電池−イリノイ大
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1366682337/


大容量大出力も結構だが、劣化もなんとかしてくれよ

新しいテロは圧力鍋からクレジットカードサイズの電池爆弾だな

>>28
切れ目を入れておくときれいにふくらむんだナ by 越後製菓

というかスーパーキャパシタと同等なら意味ないような
単なるキャパシタ（コンデンサ）よりは何桁も容量が大きいけど
それでも携帯電話なら数十秒ぐらいしか動作させられない

１秒で放電。

たしかに充電は1秒でいいけど1秒で放電されたら使えねーよな。
充電だけ急速にして放電はダラダラ緩慢にできるのもんなの？

>>62
１秒で放電＝爆発で消費されるエネルギー量に匹敵

>>62
あまり詳しくないけど、ようするに抵抗とかいうの使えば、ダラダラ使えると思うよ。
たぶん、電流制限回路が内蔵されると思う。市販分の電池はね。
これが実用化されれば、スーパーでお買い物して帰ると充電の終わったEVが待ってるという具合になるわけだな。
あとは、料金所を通るときに無料で充電してくれるとか。
必死になって石油メジャーが阻止するだろう。

ターミナス始まった。

今すぐ、ラオ博士に太陽エネルギーの取り出し方を
言わせるんだ！


れぷか

経年変化は？耐使用回数は？
最低５年で８０％維持しろよな

>>55
変わらないわけねーだろ

充電時間が大幅短縮されると　「給油感覚で数分以内に給電」　だって可能になる。

それに、セル内の正極材や負極材の充填率も上がるって話だから
セルトータルでの容量密度も当然上がる。

問題は、微細加工が難しくて高コスト低スループットだろうから
EV用途の大型セルの量産はまだまだ先の話だってこと。


>>62
充電時間と同じ時間しか放電できない電池
なんて今まで有った？

>>68
その辺の自動販売機で、近づけて「ピッ」とかやるだけでフル充電、とかになるといいな。

スーパー　マツシタ

なんかよくわからんけど、ライフラインを保ってくれるのがいい
>>1の画像をビールケースに空目

ノートパソコン充電するだけで家のブレーカーが落ちる時代が来るな。

日本語っぽい地名

入野井市とか、ありそう。

かざして呪文を唱えるだけで相手に電撃が落ちるカードでも作れそうな勢い

小型のカードスタンガンができるのか。怖いな。

>>67
とりあえず働くか死ねよアホ

>>29
EVは充電インフラ側の問題も
25-30kwhのバッテリーを
10分で充電しようとしたら
200kW級の送電設備
ガソリンスタンドの様に5台のスポットなら
1000kWの送電設備だになる
ピーク時は原発や大型火力発電８基分の電力を使うことになる。

なんでスタンド側には蓄電設備が無いと考えてるの？
地下のガソリンタンクが蓄電設備になるだけじゃん。
そこに一定電流でゆっくり充電してから
使う時に一気に流せばいいじゃん。

>>78
ただでさえ高価な充電設備が
蓄電池込だと更に高価になる
蓄電池だけで1000万円とかな
1時間で10台だとしても
300kW級送電設備が必要

てか計算間違えた
1000kWじゃ１MWで
大型風車の半分でしかないよな
なんで1万倍も間違えたんだろう…

「ガソリンスタンド　建築費」
で検索してみたら1000万円なら安いほうだな。

>>79
それはわかるんだけど、現状のように
200Vにくらべて6000Vは基本料金が高いという条件のもとだと

　現在の月間300台以下の給電では、
　　6000Vの基本料金が高くつくコスト＞電池コストなんだよ

　　だから20kw200Vで充電器脇の20kwh電池を1時間かけて充電して
　　EVが来たら200kw500V　6分でEVに充電したほうが
　　「200Vのほうが基本料金が6000Vより非常に安い事」を考えたら
　　「充電器側のSCIB電池の損耗を考えても、安上がり」・・
　　　というバカらしい基本料金体系になってる

充電スタンドに限って、6000Vの基本料金を下げるなら
　　コンビニ用の6000V変圧器が安く売り出されているから
　　それの500Vバージョンを出してもらえば、昔1000万円した
　　6000V変圧器は、今は200万円以下になってると思うから
　　電池も省けなくはない

そして、配電網の主たる問題は
　　6000Vを200Vに変える柱上変圧器の容量が重量の関係で50kwまでだったことなので
　　充電所に6000V変圧器をつけるなら、容量問題はかなり解決するよ
　　6000Vの供給力はかなりのものだ

　　ただ、系統にかかる「需要変動ブレ」は大きくなるけどね
　　

>>68
ぶっちゃけ、
現在販売されている　東芝のSCiB電池（チタン酸リチウム負極）でも
200kw６分充電は可能だから

産総研のチタン酸リチウム負極を、リチウムを使わずに作りました
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2010/pr20101025/pr20101025.html
という研究のほうが、社会的インパクトあるんじゃない？

今、リチウムイオン電池に求められているのは
　１）容量あたり安いこと
　２）長寿命なこと
　３）充放電速度が速い事
　４）釘が貫通しても熱暴走を起こさない事
　５）軽い事

を　すべて８０点で満たすことだ
　　　チタン酸リチウムのSCiBは
　　　　コバルト不要　6000充放電可能　200kw6分充電可能　
　　　　釘が貫通しても熱暴走しない　　ということでほぼ満足だが
欲を言えば　重量が従来品の2倍なのと、リチウムを使う点が不満足だから
　　
　　　産総研のチタン酸負極・マンガン正極が　
　　　6000充放電　200kw6分充電可能 　釘刺して熱暴走しないなら
　　　「直近の戦力」になるんじゃないのかな

>>1の売りは充放電速度のようだが
　　ぶっちゃけ、回生ブレーキの分はキャパシタに一旦ためて
　　電池に渡せばいいから、
　　容量が画期的に上がる事＝容量あたりコストが下がらない限り
　　
　　　電気自動車高すぎるよ・・という市場の要求に合わない
　　　　
　

　　　　　

【材料】立方格子構造持つ金属ルテニウム触媒の開発に成功、家庭用燃料電池の耐用年数向上へ/京大
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1365236003/
【蓄電】酸化ニオブを用いた高性能スーパーキャパシタ材料を開発。大容量での急速充放電が可能に−UCLA
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1366956235/

携帯充電はもうしなくていい？ フリーエネルギー装置EEFG

http://news.toremaga.com/nation/nnews/346020.html
http://bizex.goo.ne.jp/column/ip_19/127/111/