民生用電子機器のバッテリ電源を倍増
| Jerry Huang
新しいリチウム金属電池は、スマートフォン、ドローン、および電気自動車の最後の倍の長を作ることができます。
MITのスピンアウトオファーは、今日の民生用電子機器の電源、多くのことを、リチウムイオン電池のエネルギー容量を倍増することを新たな充電式リチウム金属電池を実用化する準備をしています。
MITの卒業生や元ポスドクQichao胡'07によって2012年に設立され、SolidEnergyシステムズはまだ同じように、安全かつ長期的な二倍のエネルギー密度の高いとしてそれを作るいくつかの材料の進歩と「陽極なしの」リチウム金属電池を開発しましたスマートフォン、電気自動車、ウェアラブル、ドローン、およびその他のデバイスで使用されるリチウムイオン電池。
「2倍のエネルギー密度で、我々は、バッテリの半分の大きさにすることができ、それはまだリチウムイオン電池として、同じ時間持続します。それとも私たちは、電池リチウムイオン電池と同じサイズにすることができますが、今では2倍の長続く、」MITでバッテリーを共同発明し、今SolidEnergyの最高経営責任者（CEO）である胡主席は、述べています。
そして、したがって、より多くのエネルギー容量を提供する - より多くのイオンを保持することができる非常に薄い、高エネルギーリチウム金属箔のための共通の電池負極材料、グラファイト、アウト電池本質的にスワップ。電解質への化学修飾はまた、典型的には短命と揮発性のリチウム金属電池は充電式と使用に安全に。また、電池はそれらをスケーラブルになり、既存のリチウムイオン製造装置を用いて作られています。
2015年10月には、SolidEnergyは、投資家からそれらを超える$ 12M（1200万ドル）を獲得した、二重エネルギー密度のリチウム金属スマートフォンのバッテリーの初のワーキングプロトタイプを実証しました。 iPhone 6に使用されるリチウムイオン電池の半分の大きさで、それはリチウムイオン電池の1.8アンペアの時間と比較し、2.0アンペアの時間を提供しています。
2018年におけるスマートフォンのバッテリーを持参し、早い2017年にウェアラブルに、電気自動車へのSolidEnergyは計画しかし、最初のアプリケーションは、この11月に来て、無人偵察機となります。 「いくつかの顧客は、発展途上国への無料インターネットを提供するために、無人機や風船を使用しており、災害救援のために調査するために、」胡氏は述べています。 「これは非常にエキサイティングで高貴なアプリケーションです。」
表すことができますだけでなくとして電気自動車にこれらの新しい電池を入れて「巨大な社会的影響を、」胡氏は述べています：「業界標準は、電気自動車は、一回の充電で少なくとも200マイルに行く必要があるということです。私たちは、電池半分のサイズと重量の半分にすることができ、そしてそれは同じ距離を移動する、または私達はそれと同じサイズ、同じ重さにすることができ、今では一回の充電で400マイルを行くだろう。」
電池の「聖杯」を微調整
何十年も研究者きはなく、無駄に、それらのより大きなエネルギー容量の充電式リチウム金属電池を作るしようとしました。 「それは電池の聖杯の一種である、」胡氏は述べています。
リチウム金属、いずれかの、乏しいバッテリの電解液と反応 - 液その導通カソード（正極）との間のイオン及びアノード（負極） - およびフォーム化合物、その増加電池の抵抗とサイクル寿命を低下させます。この反応はまた、可燃性の電解質を点火高い熱を発生し、電池は一般的に非充電作り、短絡につながるアノード上の樹状突起と呼ばれる、苔状リチウム金属バンプを作成します。
対策は、電池より安全にすることが困難である、そのような仕事に高温で加熱しなければならないの悪い導電性高分子固体電解質に液体電解質を切り替えるなど、または無機電解質と、電池のエネルギー性能のコスト、で来て撮影しました拡大する。
MIT教授ドナルド・サドウェイ、いくつかの溶融塩と液体金属電池を開発している、よく知られているバッテリーの研究者のグループのポスドクとして働いている間、胡主席はの礎となった、リチウム金属電池でいくつかの重要な設計や材料の進歩をさせてくれましたSolidEnergyの技術。
一つの技術革新は、五分の一、伝統的なリチウム金属アノードの厚さ、及び数回伝統的なグラファイト、カーボン、またはシリコンアノードよりも薄くて軽い程度でアノードのために極薄のリチウム金属箔を用いました。それは半分にバッテリーサイズを縮小しました。
唯一の摂氏80度以上で働いていたバッテリー：しかし、まだ大きな挫折がありました。 「それは致命た、」胡氏は述べています。 「バッテリーが室温で動作しない場合は、商用のアプリケーションが制限されています。」
だから、胡主席は、固体と液体のハイブリッド電解液を開発しました。彼は、関数に加熱する必要がない薄い固体電解質を有するリチウム金属箔をコーティングしました。彼はまた、可燃性ではなく、負リチウム金属と反応するのを停止するセパレータと、セル設計に追加の化学修飾を有する新規準イオン性液体電解質を作成しました。
最終結果は、リチウム金属電池のエネルギー容量の特典を有するが、室温で動作することができるリチウムイオン電池の安全性及び寿命機能を備えた電池でした。 「固体コーティングと新しい高効率イオン性液体材料を組み合わせることで、技術側のSolidEnergyための基礎となった、」胡氏は述べています。
災い転じて福となす
ビジネス面では、胡主席は、メンターや投資家からの貴重な洞察を得るためにMIT起業家のためのマーティン・セキュリティセンターを頻繁に。彼はまた、新しい電池を中心に事業計画を策定するためにチームを結成コース15.366（エナジー・ベンチャーズ）、に在籍しました。
彼らの事業計画では、チームはMIT $ 100K起業コンクールのアクセラレータコンテストで1位の賞を受賞した、とMITのクリーンエネルギー賞でファイナリストでした。その後、チームは二置いホワイトハウスで開催された全国のクリーンエネルギー賞の競争、でMITを表します。 A123システムズ、よく知られたMITが破産を申請し、高度なリチウムイオン電池を開発、スピンアウト時に2012年末には、胡主席はSolidEnergyを起動する準備を進めました。風景は、電池企業のために良いを見ていません。 「私は私の会社が運命づけられたとは思いませんでした、私はちょうど私の会社も始めません飽きないだろうと思った、」胡氏は述べています。
しかし、これはやや不幸中の幸いだったの：胡のMIT接続を介して、SolidEnergyはA123のウォルサム当時のアイドルの施設を使用することができました - プロトタイプに - 乾燥した清潔なお部屋を含め、および製造装置を。 A123は、2013年に万向グループに買収された場合には、SolidEnergyはA123のリソースの使用を継続する提携契約を締結しました。
、最終的には、設計の小説に起動を導いたが、商業的に実用的な、電池 - A123で、SolidEnergyは、既存のリチウムイオン製造設備で試作品を余儀なくされました。新素材技術革新とバッテリーの企業は、多くの場合、実用的で、時には拡張性がないではない新しい材料、周りの新しい製造プロセスを開発し、胡氏は述べています。 「しかし、我々は、既存の製造ラインに実装することができる材料を使用することを余儀なくされた、」と彼は言います。 「この現実世界の製造の観点から出発して、実世界の電池を構築することによって、私たちは、材料はそれらのプロセスで働いていたかを理解し、新しい材料を設計するために逆方向に働くことができました。」
ウォルサムにA123の空間を共有する3年後、SolidEnergy今月は10倍だウォーバーンのブランドの新しい、最先端のパイロット施設に本社を移動 - と「ボーイング747の翼を収容することができ、」胡氏は述べています - 彼らの11月の打ち上げのための生産をランプアップの目的を持ちます。
2016年8月16日にMITニュースオフィスのロブ・マセソンによって書かれたオリジナルの記事。