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2024-12-17 11:00:00
電気自動車メーカーは、サスカトゥーンにあるカナダ光源(CLS)シンクロトロンを使用して、現在使用されているバッテリーの平均寿命の約25倍である800万キロメートルを超える寿命を誇るバッテリーを開発しています。
研究者らは、サスカチュワン大学のCLS粒子加速器で超高輝度シンクロトロン光を使用して、通常のリチウムイオン電池と新しい「単結晶電極」電池の内部構造を顕微鏡で観察した。テスラ・カナダはこの研究に共同資金を提供した。
研究者らが内部を覗いたとき、単結晶電極バッテリーが繰り返しの充電サイクルによって引き起こされる微細な亀裂に耐えていることがわかりました。この亀裂により、通常の EV バッテリーの充電保持能力が低下します。
ダルハウジー大学のジェフ・ダーン教授と研究を行ったCLSの上級科学者トビー・ボンド氏によると、CLSで分析された単結晶電極電池は試験前に実験室で継続的に充電され、消耗していたという。
「約6年間、24時間365日充電と放電を繰り返しました」とボンド氏はCBCニュースのインタビューで語った。 「私たちはそれをここに持ち込んでスキャンしましたが、劣化の兆候はまったく見られませんでした。つまり、これは 20,000 回の充放電サイクル後の結果であり、これは約 800 万キロメートルの走行に相当します。」
2 つの電池の主な違いは電極にあります。標準的な電池では、電極は髪の毛の幅の 50 分の 1 の粒子でできており、さらに小さな結晶でできています。新しいバッテリーは単なる 1 つの大きな結晶であり、機械的ストレスに耐えるより強固な構造であることを意味します。
科学者のトビー・ボンド氏は、単結晶電極と呼ばれる新しいタイプのリチウムイオン電池材料は数十年間使用でき、送電網用に風力や太陽エネルギーを貯蔵するなどの「セカンドライフ用途」に使用できると述べている。
ボンド氏によると、科学者らがこれほど長時間連続サイクルした単結晶電極電池を分析したのは初めてだという。
「私たちが行っているのはCTスキャンです。これは病院で受ける3D X線写真のようなものです」とボンド氏は語った。 「バッテリーを分解することなく、顕微鏡レベルでそれを行うことができます。実際、バッテリーを分解することなく、バッテリー内部の人間の髪の毛よりもはるかに小さい機能を観察することができます。」
EVメーカーは寿命の長いバッテリーの開発に熱心だ。現在の標準的なバッテリーの寿命は、交換までに 10 ~ 20 年、または 160,000 ~ 320,000 キロメートルです。
ボンド氏は、新型バッテリーは電気自動車の他のほとんどの部品よりも寿命が延びる可能性があり、バッテリー交換の減少は自動車の二酸化炭素排出量の削減を意味すると述べた。風力や太陽光発電のグリッドストレージなどの二次利用の可能性もあります。
ボンド氏は、これらの新しいバッテリーはすでに商業生産されており、今後数年間でさらに頻繁に使用されるだろうと予想していると語った。
シンクロトロンは明るい光を使用して、研究者が従来の X 線や高性能顕微鏡では不可能な詳細レベルで物体の内部を観察できるようにします。
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