日本の科学者らは、複数回の充放電サイクルにより劣化した電池の容量を、大幅に回復できる方法を開発した。
電気自動車用リチウム電池。写真： South_agency/iStock
リチウムイオン電池は、現在最も一般的な充電式電池であり、自動車や電気自動車、ノートパソコン、スマートフォンなどの日用品に電力を供給しています。しかし、時間の経過とともに充電能力が低下し、効率と信頼性が低下します。これは、電池内部でエネルギーを蓄えたり放出したりする電荷粒子、つまりイオンが失われるためです。
日本の豊田中央研究所の専門家チームが、これらのイオンを補充し、バッテリー本来の容量を大幅に回復させる方法を発見したと、 Interesting Engineeringが3月10日に報じた。この新たな研究は、 Joule誌に掲載された。
具体的には、再生試薬と呼ばれる特殊な物質をバッテリーに注入しました。この物質は化学反応を引き起こし、バッテリーのエネルギー貯蔵を助ける2種類の荷電粒子である電子とリチウムイオンを増加させました。これらの粒子を添加することで、研究チームはバッテリーの劣化を逆転させ、元の容量の80%を回復させることができました。再生バッテリーは100回の充放電サイクルにわたって性能を維持することができました。
研究チームは、自動車用を含む様々な大型・小型バッテリーでこの新手法をテストした。「実験室での小型バッテリーだけでなく、自動車に使用されている大型バッテリーでも有効性が検証されました」と、研究の主任研究者である扇原伸宏氏は述べた。
この新しい方法は、リチウムイオン電池の寿命を延ばし、廃棄したり複雑な分解・リサイクルを経ることなく、電気自動車やその他の機器で再利用できるようにする可能性があります。リチウムイオン電池にはコバルトやニッケルなどの希少金属が含まれており、これらの金属は持続不可能な方法で採掘されることが多いため、これはコスト、資源、そして環境の節約につながります。
しかし、この新しい方法はあらゆる劣化電池に適しているわけではなく、繰り返しの充放電によってイオンを失った電池にのみ有効であり、構造的な損傷やその他の劣化を伴う電池には効果がありません。さらに、電池が薬剤注入に適しているかどうかを判断するには、電池の状態を正確に診断する方法が必要です。
インペリアル・カレッジ・ロンドンでバッテリーの劣化を研究するジャクリーン・エッジ氏は、バッテリーへの化学物質注入の潜在的な副作用と安全性を理解するには、より長期的な研究が必要だと述べた。研究チームはこの新しい手法の特許を申請しており、多くの企業や政府機関から関心と資金提供を得ている。
Thu Thao （ Interesting Engineeringによると）
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