テスラが資金を提供しているダルハウジー大学のバッテリー研究センターの研究者たちは、リチウム イオン バッテリーの自己放電傾向の背後にある潜在的に重大な理由を発見したようです。 非常に注目に値するのは、グループの調査結果が驚くほど単純でありながら、潜在的に深遠であったことです。
スマートフォンやラップトップなどの電子製品は、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ていないにもかかわらず、バッテリーの充電が失われる、非常によく知られたシナリオです。 しかし、これは今日では普通のことだ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 バッテリーの原因を発見した可能性があります。
ダルハウジー大学のヘルツバーグ・ダーン教授助教授であり、物理学と大気科学の部門に所属するマイケル・メッツガー博士は、リチウムイオン電池の電極を一緒に保持する市販のテープは、放電プロセス。
「市販のバッテリーセルには、スコッチテープのような電極を保持するテープがあり、このテープが化学的に分解され、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、電池を改良するために非常に複雑な実験を数多く行っていますが、今回は非常に単純なことを発見しました。 それは非常に単純なことです — すべてのペットボトルに含まれており、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ていなかったでしょう」と Metzger 博士は言いました。
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、Metzger 博士と彼のチームはいくつかのセルを開き、さまざまな温度にさらしました。 驚いたことに、チームはセル内の電解液が真っ赤であることを発見しました。 さらに研究を進めて、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 から 70°C までの 4 つの異なるオーブン温度を使用しました。 25°C の細胞サンプルは透明なままでしたが、55°C のサンプルは薄茶色になり、70°C のサンプルは真っ赤になりました。 次に、チームは電解質の組成を調べるために化学分析を行いました。
以下は、チームの観察です。
「(研究者たちは) テープ内のポリエチレン テレフタレート (PET) が分解し、自己放電を引き起こす分子を生成することを発見しました。 分子は、電極のプラス側に移動し、次にマイナス側に移動してからプラス側に戻ることができるため、酸化還元シャトルと呼ばれます。 そのため、電極間を行き来し、リチウムのように自己放電を起こします。 問題は、バッテリーがそこにあるだけでリチウムが移動しないはずの場合でも、シャトル分子がバックグラウンドで常にそれを行っていることです。」
「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、プラスチックホイルを誰も見ていないため、これは私たちが予想していなかったものですが、バッテリーセル内の副反応を制限したい場合は、実際に考慮する必要があります」と Metzger 博士は述べています。
Metzger 博士と彼のチームの調査結果は以下のとおりです。
Buechele 2023 J. Electrochem. 社会 170 010518 by Simon Alvarez on Scribd
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テスラが資金提供した研究者が、リチウム イオン バッテリーの放電に関する驚くべき詳細を発見
