ウィークリーテクノロジートーク丨長寿命と信頼性、リチウム電池の将来は有望

近年、電気自動車の普及と再生可能エネルギー発電のための大規模エネルギー貯蔵装置の緊急な必要性により、安全で大容量、高出力、長寿命のリチウムイオン電池の開発が科学研究の焦点となっています。

リチウムイオン電池は、現在入手可能な中で最も総合的な性能に優れた二次電池システムです。動作電圧が高く、エネルギー密度が高く、サイクル寿命が長く、メモリ効果がなく、環境に優しいという特徴があります。携帯電話やノートパソコンなどの携帯電子機器に広く使用されているグリーンで高エネルギーの電池であり、電動工具、電気自動車用動力電池、大型エネルギー貯蔵電池の分野にも徐々に拡大しています。

リチウムイオン電池の電気化学的性能は、電極材料の構造と特性に密接に関係しています。電極材料の選択によって、バッテリーの性能が大きく決まります。ハルビン工業大学化学工学学院の杜春宇教授が率いるプロジェクト「高信頼性・長寿命リチウムイオン電池のキーテクノロジーと産業応用」が、2020年の国家科学技術進歩賞の二等賞を受賞した。このプロジェクトは国家の大きなニーズを狙ったものである。それは、電極材料のマルチスケール制御、バッテリー構造の統合設計、製造技術の全プロセス構築という3つのレベルから始まります。体系的な基礎研究と独自の技術革新を実施し、一連の中核技術のブレークスルーを達成し、前駆体合成、材料調製、改質技術を含む正極材料システムと生産プロセスを構築しました。一体型バッテリーの熱伝導構造とシーリング技術を発明し、リチウムイオン電池の寿命と信頼性の向上における重要な技術問題を解決しました。

二重の炭素目標の下、クリーンエネルギーと再生可能エネルギーに対する人々の需要はますます高まっています。しかし、太陽エネルギー、風力エネルギー、水力エネルギーなどの再生可能エネルギーは、使用する前に電気などの二次エネルギーに変換する必要があり、エネルギー貯蔵という科学的な問題が生じます。科学者は一般的に、エネルギー貯蔵技術と長寿命のリチウムイオン電池技術の開発が、自然再生可能エネルギーと電力需要の時間と空間における不一致という現実の問題を解決する決定的な武器であると信じています。

「高信頼性・長寿命リチウムイオン電池の主要技術と産業応用」プロジェクトは、国家の通信、ナビゲーション、その他の航空宇宙プロジェクトにうまく適用され、我が国の宇宙用リチウムイオン電池の画期的な進歩と応用を実現しました。また、通信基地局やスマートフォン、タブレット、ドローンなどの分野でも大規模に活用され、リチウムイオン電池技術の発展を促進しています。

文：朱野花（科学技術ヘラルド副編集長、清華大学博士）

査読者: 葛本、中国鉱業大学機械・電気・情報工学部准教授 (北京)

中国科学技術協会科学普及部

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