自己修復バッテリーにより、EVパワーパックの寿命と性能が2倍になる可能性がある |アマン・トリパティ、興味深いエンジニアリング PHOENIX システムは、センサーを使用して物理的な膨張を検出し、内部ヒート マップを生成し、特定のガスを識別します。 科学者たちは、内部損傷を診断し、修理を開始するように設計された自己修復バッテリーを開発しており、電気自動車 (EV) の寿命を 2 倍にする可能性のある技術です。この研究は、EVの寿命と普及を制限する重要な要因であるバッテリーの劣化に取り組んでいます。 「バッテリー寿命を延ばすことで、EVの二酸化炭素排出量も削減され、消費者と環境の両方にとってWin-Winになります」と研究者らはプレスリリースで述べた。 この取り組みは、EUが資金提供するPHOENIXイニシアチブの一環です。このプロジェクトは、欧州連合の2035年の新車ゼロエミッション目標などの義務化への運輸部門の移行をサポートするために、耐久性と持続可能なバッテリーを作成することを目的としています。 「同じバッテリーで自己修復できるため、全体的に必要なリソースが少なくなるため、バッテリーの寿命を延ばし、二酸化炭素排出量を削減するというアイデアです」と、ドイツのフラウンホーファーケイ酸塩研究所ISCの材料科学者ヨハネス・ジーグラー氏は述べています。 センサーを使用して欠陥にフラグを立てる スイス、ドイツ、ベルギー、スペイン、イタリアの科学者が参加する共同プロジェクトである PHOENIX プロジェクトでは、内部センサーのシステムを設計しています。このシステムは、基本的な安全パラメータを主に監視する現在のバッテリー管理システム(BMS)よりも詳細なデータを提供します。 「現在、感知されるものは一般的な温度、電圧、電流が非常に限られています」と、スイス電子マイクロテクノロジーセンター(CSEM)のエンジニアであるYves Stauffer氏は述べています。 「残りのエネルギー利用可能性の推定値を提供することに加えて、安全性も確保されます。」 PHOENIX システムは、センサーを使用して物理的な膨張を検出し、内部ヒート マップを生成し、特定のガスを識別し、バッテリーの損傷を早期に警告します。 「バッテリーの脳が修復が必要であると判断すると、治癒が活性化されます。これは、たとえば、バッテリーを絞り込み、元の形に戻したり、ターゲットを絞った熱を加えて内部の自己修復メカニズムをトリガーしたりすることを意味する可能性があります」とプレスリリースは説明しました。 研究者らは、化学結合を改質するためにターゲット熱を加えるなど、いくつかの方法を模索している。 「熱処理下では、いくつかの独特の化学結合が跳ね返るという考えです」とCSEMの電池化学者であるLiu Sufu氏は説明しました。 別の技術では、磁場を使用して、短絡を引き起こす可能性のある金属成長である「樹状突起」を破壊します。 バッテリー性能も向上 この研究は 2025 年 3 月にマイルストーンに達し、センサーとトリガーのプロトタイプの新しいバッチがバッテリー パウチ セルでのテストのためにパートナーに送られました。このフェーズは、テクノロジーの有効性を検証するのに役立ちます。 このプロジェクトは、寿命を延ばすだけでなく、パフォーマンスの向上も目指しています。 「私たちは、より高いエネルギー密度を備えた次世代バッテリーを開発しようとしています」とスフ氏は付け加えた。チームは、標準的なグラファイトよりも多くのエネルギーを蓄えることができるバッテリーアノードでのシリコンの使用をテストしています。 このプロジェクトの自己修復技術は、シリコンベースの陽極を商業的に実行可能にするために必要な安定性を提供し、航続距離が長く、より軽量なEVにつながる可能性があります。 この取り組みはEVの需要の高まりに対応し、リチウムやニッケルなどの重要な原材料への業界の依存を減らす可能性があります。研究者らは、センサーが生産コストを増加させることを認めており、経済的実現可能性のために技術の最適化に取り組んでいます。