リチウムイオン電池は、スマートフォンから電気自動車に至るまで、多くのデバイスの心臓部です。しかし、時間の経過とともにパフォーマンスが低下するというよく知られた問題が伴います。研究者たちは現在、バッテリーの寿命を大幅に延ばす方法、つまりエレクトロモビリティと再生可能エネルギーの画期的な方法を発見しました。
電気自動車用バッテリー開発の次のステップ
米国の研究者チームは、電気自動車のバッテリーの寿命を最大50パーセント延ばすシンプルだが効果的な方法を発見した。秘訣は、製造プロセスのステップであるいわゆる形成中に、より高い電圧でバッテリーを充電することです。
しかし、スタンフォード大学のウィリアム・チュー教授によれば、電圧が高いということは、バッテリーが容量を低下させることなく、より多くの充電サイクルに耐えることができるということです。 「素晴らしいのは、バッテリーの化学的性質を変えていないことです。 […]バッテリーの形状を少し変えるために、最後の製造ステップを変更しただけです」とChueh氏はNew Scientist に語った。したがって、メーカーはこのプロセスを直接使用することもできるとHeise は報告しています。さらに、電気自動車のバッテリーの寿命は、充電サイクル 1,500 回から 2,250 回に延長される可能性があります。
バッテリーの害虫としての水素
この研究では、充電時間の大幅な短縮がバッテリーの寿命にもプラスの影響を与えることも示しました。科学者らは、186 個のバッテリーを使った実験で、初期充電中に大電流が流れると、充電時間が数時間から 20 分に短縮されるだけでなく、バッテリーの磨耗も遅くなることを発見しました。実際には、これにより耐用年数が最大 70% 延長される可能性があります。
バッテリーの劣化に関する研究でも新しい発見があります。国際研究チームは、水素がバッテリー劣化の主要な要因であることを発見しました。時間が経つと、これがバッテリー内に定着し、電流の流れに必要なカソード上のリチウムイオンを追い出します。
バッテリーの充電頻度が高くなると、より多くの水素が蓄積し、徐々に性能が低下します。しかし、研究者らによると、特殊なコーティングは水素の侵入を防ぎ、電気自動車のバッテリーの寿命を延ばすのに役立つ可能性があるという。総合すると、これらの開発はバッテリーの改善において前向きな傾向を示しています。これらにより、電気自動車の航続距離が大幅に伸び、スマートフォンやラップトップのバッテリー寿命が向上する可能性があります。
出典: 新しい科学者。 「電池形成のデータに基づく分析により、サイクル寿命の延長における電極利用の役割が明らかになりました」 (Joule、2024); 「層状カソードにおける溶媒媒介酸化物の水素化」(Science、2024);ハイセ