日立と東北大、燃えにくい新規電解質を用いた高安全なリチウムイオン二次電池の試作に成功-釘刺し試験で不燃実証

燃えにくい新規電解質を用いた

高安全なリチウムイオン二次電池の試作に成功

容量100Whのラミネート型電池で基本性能を確認し、

釘刺し試験において不燃を実証

 ※参考画像は添付の関連資料を参照

【発表のポイント】

 ○高安全性、高イオン伝導度を両立する新規電解質材料を開発しました。

 ○新規電解質を用いた100Whラミネート型電池の試作に成功し、釘刺し試験により電池の不燃化を実証しました。

 ○従来の電池システムで安全性を担保するために設けられた補強材や冷却機構が不要になることから、電池システムの小型化、低コスト化が可能になります。

【概要】

 株式会社日立製作所(執行役社長兼 CEO:東原 敏昭/以下、日立)と国立大学法人東北大学(総長:里見 進/以下、東北大学)多元物質科学研究所(IMRAM)の本間 格教授らの研究グループは、従来の有機電解液よりも引火点が高く、燃えにくい新規電解質を用いた高安全なリチウムイオン二次電池(以下、LIB)の試作に成功しました。容量100Whのラミネート型電池*1を用いて充電や放電などの電池特性を確認し、さらに、従来の有機電解液LIBでは発火に至る釘刺し試験*2において、試作したLIBの不燃化を実証しました。本技術により、安全性を確保しつつ、車載や民生用途向けなどのLIBの高容量化、高エネルギー密度化が可能となります。

【詳細な説明】

 LIBはスマートフォン、タブレットの小型携帯端末用電源をはじめ、電気自動車用電源や再生可能エネルギーの需給調整など様々な用途で活用されています。しかしながら、一般的なLIBでは、引火点が20℃以下の有機溶媒を電解液として用いているため、異常発生時に発火する恐れがあります。そのため、現行の電池システム*3には発火を抑制する補強材や冷却機構が設けられており、システム小型化などの妨げとなっていました。

 東北大学では、2011年より、発火しにくく、安全性の高いLIBの開発に向けて、引火点の高いLIB向け電解質の検討を開始しました*4。今回、日立と東北大学は、共同で開発した新規電解質を用いてラミネート型のLIBを試作し、電池の基本動作を確認しました。さらに電池安全性試験法の一つである釘刺し試験において不燃性を実証しました。開発した技術の概要は以下の通りです。

 

日本経済新聞

J-PARC 県「ビームライン」10年目 EV電池開発に成果

東海村の大強度陽子加速器施設(J-PARC)に設置された県の中性子実験装置「ビームライン」2本が、2008年12月の稼働から10年目に入った。この間、自動車関連企業によるリチウムイオン電池開発に関する利用が約半数を占めた。各メーカーがしのぎを削る電気自動車(EV)など次世代自動車の開発に欠かせない電池の構造解析を巡り、同村で静かな“競争”が進められている。


東京工業大とトヨタ、高エネルギー加速器研究機構(高エネ研)のチームが16年3月、EVやハイブリッド車(HV)などへの搭載を見込む「全固体セラミックス電池」の成果を発表した。通常、液体の電解質を使う電池の固体化に成功したという内容で、従来の3倍以上の出力があり、走行距離を延ばす大容量化も見込めるとした。

EVやHVに使われるリチウムイオン電池は液体で事故時に漏れ出す危険があるが、固体化されれば危険性が減る。さらに充電時間の短縮や従来とほぼ変わらない耐久性も判明した。

20年代前半の実用化を目指すとされるこの次世代電池の開発に、県中性子ビームラインが使われた。通常のX線や顕微鏡では見えない分子構造を、中性子を使って見通すことができる。「技術開発のスピードアップに貢献している」(県科学技術振興課)という。

県によると、県ビームラインの採択課題(利用)数は、09年以降20〜50件台で推移。17年度(12月1日現在)までの10年間で359件あった。このうち、リチウムイオン電池関係の利用は167件あり、13年度の68%(19件)を最高として割合は平均46・5%と半数近くを占めている。

J-PARC全体の産業利用数は16年度までに538件あり、このうち県ビームラインは328件と61・0%を占める。産業界にとって重要な存在と言える。

県ビームラインは、電池開発など主に産業利用に使われている材料構造解析装置(iMATERIA)と、タンパク質など有機物の解析に使われる生命物質構造解析装置(iBIX)の2本ある。iBIXでは、宇宙航空研究開発機構(JAXA)との共同研究も行われており、国際宇宙ステーションでの創薬研究を後押しすることなども期待されている。

 

茨城新聞クロスアイ

驚異の的中率MEGA地震予測、2018年の警戒地域は

 政府の地震調査委員会は、かねてより懸念される南海トラフ地震について「マグニチュード8以上が30年以内に60~70%の確率で発生する」とアナウンスを発してきた。昨年末は北海道東部・千島海溝沿いにも巨大地震のリスクを指摘。「マグニチュード9クラスが起こる可能性は30年以内に7~40%」と発表し、大新聞の1面を賑わせた。

 しかしそのような警鐘は、効果的な注意喚起になり得るか。いつ起こるかわからない大地震に対し、高いレベルで警戒を続けるのは非常に難しい。

 そうした「雲を掴むような予測」とは全く異なるアプローチで地震発生の可能性を察知しようとしているのが、測量学の世界的権威として知られる村井俊治・東大名誉教授が開発した「MEGA地震予測」だ。

 同予測のベースとなるのは、全国1300か所に設置された国土地理院の「電子基準点」のGPSデータだ。そのデータをもとに地表のわずかな動きをキャッチし、地震発生との関連を分析する。1週間ごとの基準点の上下動による「異常変動」、地表の長期的な「隆起・沈降」(上下動)、地表が東西南北のどの方向に動いているかを表わす「水平方向の動き」の3つを主に分析し、総合的に予測する。

 村井氏は2016年4月に発生した熊本地震を直前に「熊本・鹿児島で顕著な沈降傾向」と注意喚起するなど、多くの大地震の兆候を指摘してきた。

 村井氏自身は「ピンポイントの予測には遠いので、精度を高めていかなければならない」と“研究途上”であると強調するが、その「的中実績」は高い。だからこそ本誌は定期的に村井氏の予測をアップデートしている。

 今年、警戒を強めるべき地域はどこなのか。村井氏が会長を務める民間会社JESEA(地震科学探査機構)の協力のもと、最新警戒ゾーンを掲載する。

 

NEWSポスト

「使用済み核燃料」18年夏・取り出しへ 福島第1原発・3号機

 

 廃炉作業が進む東京電力福島第1原発では今年、夏頃に3号機で使用済み核燃料の取り出しが始まる予定だ。使用済み燃料プールには使用済みと未使用の計566体の核燃料集合体が残っており、東電は数年かけて取り出す方針だ。

 炉心溶融した1~3号機の原子炉格納容器内には、燃料や金属が溶けた放射性のごみ(デブリ)があるとみられるが、その詳細な位置など全容は不明のまま。東電は1月にも、2号機の格納容器にカメラ付きパイプを挿入して再調査し、デブリの撮影を目指す。

 一方、放射性トリチウムを含む処理水の処分方法や、方針が示されていない福島第2原発の存廃が当面する最大の焦点だ。処理水について東電は「国の小委員会の動向を見ながら判断する」と述べるにとどめている。第2原発については「経営資源を含め、なるべく早く判断する」としており、今年何らかの方向性が示されるのか、県民は注視している。

 

福島民友

 

六ケ所核融合研が新たな試験棟構想

 量子科学技術研究開発機構・六ケ所核融合研究所(青森県六ケ所村)は、核融合炉の中で熱回収など重要な役割を担う装置「ブランケット」の技術開発を行う試験棟を、敷地内に新設する構想を固めた。近く地盤調査に入り、数年内の着工を目指す。現在、ブランケットのひな型となるテストブランケットモジュール(TBM)を設計中で、試験棟で機能や安全性を確認する。試験棟は、国際熱核融合実験炉(ITER)の次段階となる「原型炉」を建設する上でも主要な試験施設となり、牛草健吉所長は「原型炉のための研究開発も加速したい」と語る。

 

Web東奥

福島県沖魚介類、基準値超えゼロ

福島県沖の海産魚介類の放射性セシウム濃度を調べる県の検査で、今年検査した8707点全てが食品の基準値(1キロ当たり100ベクレル)を下回った。

東京電力福島第1原発事故後、暦年単位の集計での基準値超えゼロは2年連続。海産魚介類は2015(平成27)年3月に基準値超えが確認されたのを最後に2年9カ月間、基準値超えはない。

 今年は98.1%に当たる8540点が不検出となった。県は、試験操業対象外の福島第1原発から半径10キロ圏内を含めた海域から、約200種を検査した。

 

福島民友

「脱・炭素化」の動きは、もはや世界の常識だ

世界の金融機関や投資家、事業会社が「脱炭素化」に大きく踏み出している。

二酸化炭素など温室効果ガスの削減ルールを取り決めたパリ協定の採択からちょうど2年に当たる2017年12月12日、同じフランス・パリで開催された「気候変動サミット」に相前後して、多くの企業や金融機関が脱炭素化への取り組みをアピールしている。

 

世界銀行が新たな融資を凍結

この日、世界銀行は2019年以降、石油や天然ガス開発に新たな融資をしない方針を表明。仏アクサや独アリアンツ、米カルパース(カリフォルニア州職員退職年金基金)など225の機関投資家・金融機関が、温室効果ガスの排出量が多い企業100社に対して、気候変動対策のためのガバナンスの強化や気候関連の財務情報開示の強化を求めると明らかにした。

このClimate Action 100+と題した活動には日本からも三井住友信託銀行が参加する一方、要請の対象にはトヨタ自動車やJXTGホールディングス、新日鉄住金など日本の大手10社も含まれている。

企業側も政府に対策の強化を求めている。サミット前日の12月11日、独アディダスや仏ミシュラン、米フィリップモリスなど54社が、世界の温室効果ガス排出量の74%を占めるG20(主要20カ国・地域)に対して、2025年までに化石燃料への補助金打ち切りや炭素税などのカーボンプライシング導入、気候変動リスクを財務情報として開示する取り組みを求めるとの声明を出した。54社には、日本からもダイキン工業やセイコーエプソンが名前を連ねている。

気候変動対策が大きく前進したのは2015年。同年9月には「持続可能な開発のための2030(年)アジェンダ」が国際連合で採択され、SDGs(持続可能な開発目標)として気候変動対策など17分野での取り組み方針が盛り込まれた。

 

東洋経済ONLINE

経産省、エネ基本計画見直し論議 原発新増設の重要性を訴え

 経済産業省は26日、総合資源エネルギー調査会(経産相の諮問機関)基本政策分科会を開き、エネルギー基本計画の見直しに向け、原子力発電の扱いなどを議論した。

 2030年度の電源構成に占める比率「20~22%程度」の実現を目指し、原発の新増設や人材育成の重要性を指摘する声が相次いだ。

 世耕弘成経産相は会議で「原発は安全最優先の再稼働に取り組み、社会的信頼の獲得にも努める」と述べた。

 現行の基本計画は新増設を明記せず、政府は今回の見直しでも慎重な姿勢。これに対し、委員からは「原発は老朽化すると効率が悪くなる」(伊藤麻美・日本電鍍工業社長)と懸念の声が上がった。

 30年度の電源構成を実現しても「長期的に維持する必要がある」(山内弘隆・一橋大大学院教授)と新増設の必要性を訴える意見があった。

 また、新増設の停滞で「人材育成の観点からも根源的な開発をしていないので、先進技術を生み出せない」(柏木孝夫・東京工業大特命教授)と不安視する見方もある。

 一方、原子力をめぐり、日本原燃が今月22日に使用済み核燃料再処理工場(青森県)の完工時期を21年度上半期まで3年延期したことに対し、「無責任な体質だ」(増田寛也・野村総合研究所顧問)と批判する声が上がった。

 

SankeiBiz

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