グラフェン技術の進展で電池の安全性と性能が向上、EVとエネルギー貯蔵に革新

Tokyoスウォンジー大学、武漢理工大学、および深セン大学の研究者たちは、リチウムイオン電池（LIBs）で使用される大規模なグラフェンシートの新しい製造方法を開発しました。この新しい方法により、LIBsの安全性が向上し、性能も向上すると期待されています。この研究は『ネイチャー ケミカル エンジニアリング』に発表され、大規模に欠陥のないグラフェンシートを作成するための初めての成功した方法について説明しています。これらのグラフェンシートは最大1,400.8 W m-1 K-1の熱伝導率を持ち、現在LIBsに使用されている銅やアルミニウムシートよりも約10倍優れています。

高い熱伝導率を持つバッテリー部品は、効率的に熱を逃がすことができるため、バッテリーの故障や火災、爆発といった問題を防ぐのに重要です。この点において、新しいグラフェン電流コレクタは熱の蓄積を減少させ、危険な反応を防ぐことで役立っています。

グラフェンホイルの主要な利点には以下のものがあります：

• 卓越した熱伝導性
• 効率的な熱拡散能力
• 高い電気伝導性
• 柔軟性と耐久性
• 厚さのカスタマイズが可能

この新技術は大量生産に利用できます。研究者たちは、200メートルの長さで厚さ17マイクロメートルのグラフェンシートを作成しました。このシートは、10万回以上曲げても高い電気伝導性を維持し、柔軟性のある電子機器への応用可能性を示しています。

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これらのフォイルを大規模に製造することにより、商業用バッテリーの製造に利用できる可能性があります。これにより、電池の安全性が高まり、エネルギーの貯蔵能力が向上することが期待され、電気自動車や再生可能エネルギーシステムにとって重要です。研究チームは現在、グラフェンフォイルを改良するための取り組みを進めています。特に、フォイルをより薄く、より強くすることに力を注いでいます。

グラフェン技術は、リチウムイオン電池だけでなく、レドックスフロー電池やナトリウムイオン電池など、他の種類の電池にも利用できます。これにより、グラフェンは将来のエネルギー貯蔵ソリューションにおける有望な材料となっています。

安全で優れたエネルギー保存が求められる中、グラフェン技術の向上は非常に重要となるでしょう。研究チームは、大規模生産が可能なプロセスに取り組んでおり、これによりこの技術を迅速かつ幅広い産業で活用することができるようになります。