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横浜国大が伸縮可能なリチウムイオンバッテリーを実現
横浜国立大学は3日、液体金属を用いることによって伸縮可能なリチウムイオンバッテリーを実現したと発表した。引き伸ばせる(ストレッチャブル)特性を生かした次世代のウェアブルデバイスへの応用が期待できる。
近年はシリコンゴムやポリウレタンゴムを用いたストレッチャブルデバイスに関する研究が盛んに行われており、これが次世代のウェアブルデバイスを支える基盤技術になると期待されている。
現在のストレッチャブルデバイスの問題は、堅く大きいリチウムイオンバッテリーがデバイス全体の伸縮性を大きく損なうことである。そのためにストレッチャブルバッテリーの研究が進められているが、パッケージ材料にゴム材料を用いていると酸素ガスおよび水分を透過して劣化が進んで、大気中で使用することが難しかった。
横浜国大学の研究グループは液体金属(LM)をパッケージ材料に用いることで問題を解決した。液体金属は伸縮性とガスバリア性を両立する。ポリウレタンゴム上に液体金属をコートした薄膜フィルムを開発し、このフィルムをリチウムイオンバッテリーのパッケージに用いて大気中で動作できるストレッチャブルバッテリーを実現した。
通常のゴム材料のパッケージでは電圧が2時間以内に低下したが、一方、新たなパッケージでは15時間以上高い電圧を持つことができた。
今後、このパッケージフィルムを低コスト化することで、ストレッチャブルデバイスの社会実装につながっていくと期待される。
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ストレッチャブルガスバリアフィルム(左図)とリチウムイオンバッテリー(右図)概念図
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ストレッチャブルバッテリーの変形能。a. 静止状態、b. 曲げ、c. ひねり、d. 伸び
画像提供:横浜国大(冒頭の写真はイメージ)