新研究：高温単結晶が電気自動車の航続距離を100万キロに延長可能。

TokyoポステックとPOSCOホールディングスN.EX.T Hubの研究者たちは、新たな技術を用いて電気自動車（EV）バッテリーのカソードをより長持ちさせる方法を発見しました。この手法では、ニッケルベースのカソードを単一の大きな結晶として形成することで耐久性を向上させます。この発見はACS Materials & Interfacesに発表されており、長寿命のEVバッテリーを開発するための重要な一歩となっています。

リチウム（Li）電池は電気自動車（EV）に欠かせない部品です。これらの電池は、リチウムイオンをカソードとアノードと呼ばれる二つの部分の間で移動させることで機能します。ニッケル（Ni）素材はこれらの電池によく使われており、多くのリチウムイオンを蓄えることができます。しかし、従来のニッケル系カソードは多くの小さな結晶で構成されており、時間の経過や繰り返しの使用によって劣化し効率が低下します。

研究チームは、高温でこれらの材料を作成することで、強度の高いカソードが得られることを発見しました。重要なポイントは以下の通りです。

従来の多結晶ニッケル陰極は時間とともに劣化します。高温での単結晶合成は耐久性を向上させます。「臨界温度」は高品質な単結晶を得るために重要です。単結晶は劣化に抵抗があり、EVバッテリーの寿命を延ばします。

チームは、単結晶ニッケルカソードを高品質に製造するための最適な温度を探すことに取り組みました。さまざまな温度を試した結果、ある重要な温度を超えることで「高密化」が起こることがわかりました。このプロセスにより、内部の粒子サイズが増大し、素材内の空隙が埋まり、非常に硬く摩耗に強い特性が得られることが確認されました。

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新しい方法により、より耐久性のあるニッケル系カソードが製造されます。パク・キュヨン教授は、二次電池をより安価で高速かつ耐久性の高いものにすることを目指していると述べました。これにより、将来的に電気自動車のバッテリーの性能と費用対効果が向上することを期待しています。

これらの発見は、電気自動車（EV）業界に変革をもたらす可能性があります。寿命の長いバッテリーは交換の頻度を減らし、EVの所有コストを下げることができます。また、廃棄するバッテリーの数が減り、原材料の必要性が低減されるため、環境への影響も軽減されるでしょう。

この技術によって、電気自動車はこれまでよりはるかに長い距離、例えば100万キロメートルまで走行できるようになるかもしれません。これは、電気自動車の航続距離にまだ不安を抱える消費者にとって大きな利点となるでしょう。

この研究により、将来的に電気自動車はより優れた長寿命のバッテリーを持つ可能性が高いことが示されています。単結晶を高温で製造する方法を改良することで、EVバッテリーの寿命と性能を大幅に向上させることができます。