バッテリーの安全性と性能に革命をもたらすスケーラブルなグラフェン技術を発表(Researchers unveil scalable graphene technology to revolutionise battery safety and performance)

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2024-08-29 スウォンジー大学

スウォンジー大学と中国の大学との共同研究により、大規模なグラフェン電流コレクターの製造技術が開発され、リチウムイオン電池の安全性と性能を大幅に向上させることが期待されています。この技術は高い熱伝導性を持ち、熱暴走による火災や爆発のリスクを低減します。研究では、従来の銅やアルミニウムよりも約10倍高い熱伝導性を持つグラフェン箔が商業規模で製造可能であることが示されました。この技術は、電気自動車や再生可能エネルギーシステムにおけるエネルギー貯蔵の未来を大きく変える可能性があります。

<関連情報>

熱伝達を調整しバッテリーの安全性を高める大規模集電体 Large-scale current collectors for regulating heat transfer and enhancing battery safety

Lun Li,Jinlong Yang,Rui Tan,Wei Shu,CheeTong John Low,Zixin Zhang,Yu Zhao,Cheng Li,Yajun Zhang,Xingchuan Li,Huazhang Zhang,Xin Zhao,Zongkui Kou,Yong Xiao,Francis Verpoort,Hewu Wang,Liqiang Mai & Daping He
Nature Chemical Engineering  Published:DOI:https://doi.org/10.1038/s44286-024-00103-8

バッテリーの安全性と性能に革命をもたらすスケーラブルなグラフェン技術を発表(Researchers unveil scalable graphene technology to revolutionise battery safety and performance)

Abstract

Thermal runaway, a major battery safety issue, is triggered when the local temperature exceeds a threshold value resulting from slower heat dissipation relative to heat generation inside the cell. However, improving internal heat transfer is challenged by the low thermal conductivity of metal current collectors (CCs) and challenges in manufacturing nonmetal CC foils at large scales. Here we report a rapid temperature-responsive nonmetallic CC that can substitute benchmark Al and Cu foils to enhance battery safety. The nonmetallic CC was fabricated through a continuous thermal pressing process to afford a highly oriented Gr foil on a hundred-meter scale. This Gr foil demonstrates a high thermal conductivity of 1,400.8 W m−1 K−1, about one order of magnitude higher than those of Al and Cu foils. Importantly, LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||graphite cells integrated with these temperature-responsive foils show faster heat dissipation, eliminating the local heat concentration and circumventing the fast exothermic aluminothermic and hydrogen-evolution reactions, which are critical factors causing the thermal failure propagation of lithium-ion battery packs.

0402電気応用
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