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サムスン電子総合技術院は次世代電池として注目されている「全固体電池（All-Solid-State Battery）」の寿命と安全性を高めると同時に、サイズを半分に減らす研究開発（R＆D）に成功した。総合技術院は基礎研究と核心源泉技術の先行開発などを目標に運営されており、サムスンのR＆Dにおける中核基地で通じる。最近、自発光QLEDの商用化と糖尿病の血糖値測定などの分野で成果を出したことに続き、将来の有望事業である電池の源泉技術の開発に成功し、サムスンの有望事業の発掘と開発に速度を高めているという評価だ。
総合技術院は10日、1回の充電で800キロメートルを走行し、1000回以上のバッテリー充電が可能な全固体電池の研究結果を公開した。サムスン電子の日本研究所と共同で研究した結果だ。今回の研究は世界的な学術誌「ネイチャーエネルギー（Nature Energy）」に掲載された。全個体電池はバッテリーの陽極と陰極との間にある電解質を液体から固体に置き換える。現在、使用されているリチウムイオン電池と比較して大容量バッテリーの実現が可能であり、安全性を高めたことが特徴だ。
一般的に、全固体電池は電池の陰極材料として「リチウム金属（Li metal）」が使用される。リチウム金属は全固体電池の寿命と安全性を低下させる「デンドライト」問題を解決しなければならないという技術的難題がある。デンドライトはバッテリーを充電する際に陽極から陰極に移動するリチウムが、負極の表面に滞積されて現れる木の枝様の形結晶体を言う。この結晶はバッテリーの分離膜を毀損して寿命と安全性を低くする。
サムスン電子はデンドライト問題を解決するために、全固体電池の陰極に5㎛（マイクロメートル／100万分の1メートル）の厚さの銀・炭素ナノ粒子複合層を利用した「析出型リチウム負極技術」を世界で初めて適用した。この技術によって全固体電池の安全性と寿命を延ばし、従来よりも電池の陰極の厚さを薄くすることでエネルギー密度を高め、リチウムイオン電池に比べてサイズを半分に減らした。イム・ドンミン総合技術院マスターは、「今回の研究は電気自動車の走行距離を革新的に増やす核心源泉技術」だとし、「全固体電池の素材と量産技術の研究を通じて、次世代電池の限界を克服していく」と語った。
1987年にオープンした総合技術院は、サムスンの未来先行技術の研究開発センターの役割を果たしている。「自発光QLEDの商業可能性」と「非侵襲的な血糖値測定の可能性」などの研究結果を、世界的な学術誌に掲載することで研究成果を認められている。
サムスン、新技術の全個体電池…寿命長くサイズは半分
次世代「全固体電池」の革新技術を開発した（左から）アイハラ・ユウイチPrincipal Engineer、イ・ヨンゴンPrincipal Researcher、イム・ドンミンMaster。写真提供＝サムスン電子
サムスン電子総合技術院は次世代電池として注目されている「全固体電池（All-Solid-State Battery）」の寿命と安全性を高めると同時に、サイズを半分に減らす研究開発（R＆D）に成功した。総合技術院は基礎研究と核心源泉技術の先行開発などを目標に運営されており、サムスンのR＆Dにおける中核基地で通じる。最近、自発光QLEDの商用化と糖尿病の血糖値測定などの分野で成果を出したことに続き、将来の有望事業である電池の源泉技術の開発に成功し、サムスンの有望事業の発掘と開発に速度を高めているという評価だ。
総合技術院は10日、1回の充電で800キロメートルを走行し、1000回以上のバッテリー充電が可能な全固体電池の研究結果を公開した。サムスン電子の日本研究所と共同で研究した結果だ。今回の研究は世界的な学術誌「ネイチャーエネルギー（Nature Energy）」に掲載された。全個体電池はバッテリーの陽極と陰極との間にある電解質を液体から固体に置き換える。現在、使用されているリチウムイオン電池と比較して大容量バッテリーの実現が可能であり、安全性を高めたことが特徴だ。
一般的に、全固体電池は電池の陰極材料として「リチウム金属（Li metal）」が使用される。リチウム金属は全固体電池の寿命と安全性を低下させる「デンドライト」問題を解決しなければならないという技術的難題がある。デンドライトはバッテリーを充電する際に陽極から陰極に移動するリチウムが、負極の表面に滞積されて現れる木の枝様の形結晶体を言う。この結晶はバッテリーの分離膜を毀損して寿命と安全性を低くする。
サムスン電子はデンドライト問題を解決するために、全固体電池の陰極に5㎛（マイクロメートル／100万分の1メートル）の厚さの銀・炭素ナノ粒子複合層を利用した「析出型リチウム負極技術」を世界で初めて適用した。この技術によって全固体電池の安全性と寿命を延ばし、従来よりも電池の陰極の厚さを薄くすることでエネルギー密度を高め、リチウムイオン電池に比べてサイズを半分に減らした。イム・ドンミン総合技術院マスターは、「今回の研究は電気自動車の走行距離を革新的に増やす核心源泉技術」だとし、「全固体電池の素材と量産技術の研究を通じて、次世代電池の限界を克服していく」と語った。
1987年にオープンした総合技術院は、サムスンの未来先行技術の研究開発センターの役割を果たしている。「自発光QLEDの商業可能性」と「非侵襲的な血糖値測定の可能性」などの研究結果を、世界的な学術誌に掲載することで研究成果を認められている。
- 毎日経済＿ファン・スンミン記者 | (C) mk.co.kr
- 入力 2020-03-10 17:47:38
