中国の研究者たちは、高エネルギーリチウム金属一次電池を開発しました。この電池は、長時間の持続力と強力な瞬間的な爆発力を兼ね備え、-40°F (-40°C) の低温環境でも動作します。この電池は、中国科学院大連化学物理研究所の研究チームによって開発され、容量25Ahの袋型電池は、極寒環境でも安定した性能を維持することを目的としています。中国のネットメディアによると、検証テストでは、この電池が低放電率で750Wh/kgを超えるエネルギー密度を実現したことが示されています。この技術は、厳しい低温環境における信頼性の高い高エネルギー電力の需要を支えることができます。
この新型リチウム金属一次電池は、高エネルギー密度、長い保存寿命、迅速な電力出力を兼ね備え、-40°Fの低温環境でも信頼性を持って動作し続けることを目指しています。《科技日報》によると、研究者たちが開発した25Ahの袋型リチウム金属一次電池は、低速放電条件下で750Wh/kgを超えるエネルギー密度を実現しました。中国電子標準化研究院の安全実験室のテストでも、この電池の放電速度は100倍に向上し、最大10Cの瞬間的な大電流出力が可能であることが確認されました。
新型リチウム金属一次電池の極端な環境における応用可能性
C倍率は、電池の定格容量に対する充放電速度を示します。1C放電は、電池が理論的に1時間以内にその全定格容量を提供できることを意味し、10C放電は約十分の一時間で同じ容量を提供できることを許可します。この能力は、一次電池にとって特に重要です。なぜなら、一次電池は一回限りの使用のために設計されており、頻繁に充電されることを想定していないからです。室温下で、この新しい電池は4,487W/kgの特定出力を達成できると報告されています。この電池は4Cで持続的に放電でき、最大10Cの瞬間的な爆発力を持ち、従来のリチウム一次電池の一つの制約を解決しています。従来の電池は高エネルギー密度と長い保存寿命を提供できるものの、大量のエネルギーを迅速に放出することに困難を抱えることがあります。
この電池は、極端に寒冷な環境でも優れた性能を示しています。-40°Fでは、1C放電時でも447Wh/kgのエネルギー密度を維持できます。年自放電率は1%未満であり、この電池が長期間待機している間に大部分の蓄えたエネルギーを保持できることを示しています。高い特定エネルギー、低い自放電率、高い出力の組み合わせは、長時間の準備が必要でありながら瞬時に大量の電力を提供する必要がある場合に価値があります。潜在的な応用には、遠隔地での運用に使用されるドローンやロボット、宇宙システム、現場に展開されるセンサー、救助機器、その他の通常の電池交換や充電が困難な機器が含まれます。
一次電池は、充電インフラが利用できないまたは実用的でない用途に特に有用です。これらの電池は長期間保存でき、必要なときに即座に電力を提供できるため、軍事行動、緊急対応、救助任務、森林火災の監視において非常に関連性があります。研究チームによると、彼らは高エントロピー酸化物に基づく新しい陰極材料を使用して性能を向上させました。このチームはまた、年間10トンの生産能力を持つ試作生産ラインを設立し、実験室規模の材料開発から電池製造への道を提供しました。
この電池は第三者テストを完了し、ドローン、ロボット、宇宙シミュレーター、現場センサーのノードにおける潜在的な応用を評価するためにさらなる検証が進行中です。さらなるテストにより、この技術が特定の運用条件下での性能を確定し、より広範な商業分野への応用を拡大できるかどうかが明らかになるでしょう。
項目 規格 電池容量 25Ah エネルギー密度 750Wh/kg 放電速度 最大10C 自放電率 1%未満 特定出力 4,487W/kg 低温性能 -40°Fで447Wh/kgを維持