テスラ

リチウムイオン電池の自己放電傾向の背後にある潜在的に重大な理由が、テスラが資金提供するダルハウジー大学の電池研究センターの研究者らによって発見されたようだ。 非常に注目に値するのは、このグループの発見は驚くほど単純でありながら潜在的に奥深いものであったということです。

スマートフォンやノートパソコンなどの電子製品は、時間の経過とともに自己放電する傾向があります。 これは、デバイスが一定期間使用されなかったにもかかわらずバッテリーの充電が失われるという、あまりにもよく知られたシナリオです。 しかし、これは今日では正常なことと考えられていますが、ダルハウジー大学の研究者は、自己放電するリチウムイオン電池の原因を発見した可能性があります。

ダルハウジー大学物理学・大気科学部の助教授でヘルツバーグ・ダーン教授でもあるマイケル・メッツガー博士は、リチウムイオン電池の電極を固定する市販のテープが、電池寿命の主因となる可能性があると指摘した。放電工程。

「市販のバッテリーセルには、電極を固定するセロハンテープのようなテープがあり、このテープの化学分解が起こり、自己放電につながる分子が生成されます。私たちの研究室では、高度な実験を数多く行っています。バッテリーを改良するために複雑な実験が行われてきましたが、今回私たちは非常に単純なものを発見しました。それは非常に単純なものです - すべてのペットボトルの中にありますが、これがリチウムイオン電池の劣化にこれほど大きな影響を与えるとは誰も考えなかったでしょう」とメッツガー博士は語った。

リチウムイオン電池セルとその自己放電挙動を理解するために、メッツガー博士と彼のチームはいくつかのセルを開封し、さまざまな温度にさらしました。 驚いたことに、研究チームはセル内の電解質溶液が真っ赤であることを発見しました。 さらに調査を進め、チームは共通の電解質溶液を入れたセルを 4 つの異なる温度のオーブンに入れました。 25°C ～ 70°C の範囲の 4 つの異なるオーブン温度が使用されました。 25℃の細胞サンプルは透明のままでしたが、55℃のサンプルは薄茶色に変わり、70℃のサンプルは血のように赤くなりました。 次に、チームは化学分析を実行して電解質の組成を調べました。

以下はチームの観察です。

「そのとき、（研究者らは）テープ内のポリエチレンテレフタレート（PET）が分解し、自己放電につながる分子を生成していることを発見した。この分子は電極のプラス側に移動できるため、レドックスシャトルと呼ばれる」次に、マイナス側に行き、そしてプラス側に戻ります。したがって、電極間を往復し、リチウムが行うはずであるのと同じように、自己放電が発生します。問題は、シャトル分子が常にそれを行っていることですバッテリーがただそこにあるだけでリチウムが動くはずがないときでも、バックグラウンドで。」

「バッテリーセル内のこれらの不活性コンポーネント、これらのテープやプラスチックホイルには誰も注目しないので、これは私たちが予想していなかったことでしたが、バッテリーセル内の副反応を制限したい場合は、本当に考慮する必要があります」とメッツガー博士は述べました。

メッツガー博士と彼のチームの発見は以下にあります。

Buechele 2023 J. Electrochem. 社会 170 010518、Scribd の Simon Alvarez 著

ニュースに関するヒントがあれば、お気軽にお問い合わせください。 [email protected] にメッセージを送ってお知らせください。