サムスンが固体リチウム金属電池を発表

サムスンは、高エネルギー密度（942 Wh / L）と長いサイクル寿命（1.000サイクル）を兼ね備えた全固体電池を発表しました。この研究は、世界をリードする科学雑誌の1つであるNatureEnergyに掲載されました。

このポーチバッテリーセルは、固体電解質とリチウム金属アノード（銀-炭素複合層）を使用しており、液体電解質とグラファイト/シリコンアノードを使用する現在の主流バッテリーとは異なります。

最近のバッテリー技術の進歩は、カソードを改善することによって達成されました。アノードと電解質のフロントでいくつかの確かな進歩がついに見られるのは素晴らしいことです。

プレスリリースを見てみましょう。

3月9日、ロンドンで、Samsung Advanced Institute of Technology（SAIT）とSamsung R＆D Institute Japan（SRJ）の研究者が、高性能で長持ちする全固体電池に関する研究を、世界をリードする科学ジャーナル。

液体電解質を利用する広く使用されているリチウムイオン電池と比較して、全固体電池はより大きなエネルギー密度をサポートし、より大きな容量への扉を開き、明らかに安全な固体電解質を利用します。ただし、全固体電池で頻繁に使用されるリチウム金属アノードは、デンドライトの成長を引き起こす傾向があります ¹ バッテリーの寿命と安全性を低下させる望ましくない副作用を引き起こす可能性があります。

これらの影響を克服するために、Samsungの研究者は、初めて、アノードとして銀-炭素（Ag-C）複合層を利用することを提案しました。チームは、Ag-C層をプロトタイプのポーチセルに組み込むことで、バッテリーがより大きな容量、より長いサイクル寿命をサポートし、全体的な安全性を高めることができることを発見しました。わずか5µm（マイクロメートル）の厚さの極薄のAg-Cナノコンポジット層により、チームはアノードの厚さを減らし、エネルギー密度を最大900Wh / Lまで高めることができました。また、プロトタイプを従来のリチウムイオン電池よりも体積で約50％小さくすることができました。

この有望な研究は、電気自動車（EV）の拡大を促進するのに役立つと期待されています。チームが開発したプロトタイプのポーチセルは、EVが1回の充電で最大800 kmを走行できるようにし、1,000回以上の充電のサイクル寿命を特徴としています。

SAITの次世代バッテリーラボのマスターであり、プロジェクトのリーダーであるドンミンイムは、次のように説明しています。「この研究の成果は、将来のより安全で高性能なバッテリーのシードテクノロジーになる可能性があります。今後も、EV電池の革新を次のレベルに引き上げるために、全固体電池の材料と製造技術の開発と改良を続けていきます。」

完全な調査により、プレスリリースよりも詳細がわかります。

ハイライト：

• サイクル寿命：600サイクル後に95％SoH、1.000サイクル後に89％SoH
• 体積エネルギー密度：942 Wh / L、1.000 Wh / Lを超える可能性がある

SoH（State of Health）は、バッテリー容量の保持を測定するために使用されます。

この種の体積エネルギー密度により、現在SamsungSDIのNCM622バッテリーセルを使用しているBMWi3は、89.9kWhのバッテリーと約660kmのWLTP範囲を得ることができます。 386.100 km [（660 + 627）/ 2 x600]後も627km、623.700 km [（660 + 587,4）/ 2 x1.000]後も587kmの範囲があります。

この研究では、SamsungはNCMカソードを使用しました。これは、現在非常に一般的です。ただし、他の研究で見られるように、固体電解質とリチウム金属アノードは、LFMPやLiFePO4などのコバルトフリーのカソードと組み合わせることもできます。

最後に、以下のバッテリーセルのロードマップからわかるように、全固体電池技術が2016年に予想されていたよりも生産に近づいているように見えることも素晴らしいニュースです。

BMWグループテクノロジーワークショップ– 2016年12月のEモビリティ

現在の状況は、それほど遠くない将来に、リチウム金属アノードと高エネルギー密度カソード（NCMA）およびコバルトフリーカソード（LFMP）を組み合わせた全固体電池を入手するようです。

以下のロック解除されたSci-Hubリンクを使用して、NatureEnergyで公開された記事全体を読むことができます。