韓国電子部品研究院「フレキシブルバッテリー関連技術開発」発表

EV電池 研究開発

韓国電子部品研究院「フレキシブルバッテリー関連技術開発」発表

KETI、繊維と一体化された電極構造体の開発でフレキシブルバッテリーの商用化の壁を突破

 6月3日、電子部品研究院(KETI)は、電極物質と繊維素材を一体化させることで、機械的変形に対して高い耐久性を持ち、性能低下を最小限に抑えることができる新型電極構造体の開発を明らかにした。この技術はその重要性を認められ、材料科学分野の国際ジャーナル上位10%に入るAdvanced Functional Materialsの4月号表紙論文に選定された。

 近年、モノのインターネット(IoT)及びウェアラブルデバイス市場が拡大するにつれ、機械的変形が発生しやすい条件下においても安定的な性能を具現できるフレキシブルバッテリーに対する需要が高まっている。

 既存のフレキシブル二次電池の電極では、曲げるなどの機械的変形に衰弱な金属箔を炭素基盤の基板や、電導性物質でコーティングされた高分子織物に置き換える技術が主に研究されてきた。しかし、炭素基盤の基板は複雑な工程、高い費用が足かせとなり、商用化には至っていない。また、高分子織物に関しては、機械的変形の際に亀裂が発生することで電極の構成要素が分離されやすく、容量が少ないという問題点を抱えている。

 KETIの次世代電池研究センターのユ・ジサンセンター長、ウ・サンギル博士の研究チームが国民大学校のキム・ジェホン教授の研究チーム、UNIST(ウルサン科学技術大学校)のイ・サンヨン教授の研究チームと協業して開発した電極は、織物構造のPET(ポリエチレンテレフタラート)と電導性金属であるニッケル(Ni)層を一体化させることで、機械的変形に対する安定性を確保した。また、ガルバニック置換法でニッケルの一部をスズ(Sn)に置換することで、既存の電池に対して、高いエネルギー密度を持つようになった。

 すなわち、織物構造のPETとニッケル・スズ合金が一体化された、新型電極構造体(Sn@Ni繊維電極)を開発することで、化学的・構造的に固有な形を持つことで機械的耐久性が優れ、イオンと電子の移動性が既存の電極より向上された電極が製造可能となる。

 KETIはSn‘@Ni繊維電極が適用された高分子電解質基盤のフレキシブル二次電池の研究を進めている。技術開発の核となったウ・サンギル博士は「今後、このような要素技術が融合された二次電池システムが、フレキシブル二次電池の早期商用化や次世代ウェアラブル市場の到来に役立つ筈である」と述べた。
 
(画像:KETI提供)
 


 
 
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