신원리·신형 전지의 동향/다가이차전지의 동향/유기이차전지의 동향(일본어판)

◆조사개요

본 조사 리포트는 정기간행물 Yano E plus 2024년 1월호와 2024년 2월호, 2024년 3월호에 게재 예정된 내용입니다.

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조사결과 포인트

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신원리/신형 전지의 동향

~전진하는 신원리/신형 전지, 일부 이미 상용화도, 상황은 천차만별~

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1. 들어가며

　　1-1. 신원리 전지

　　　　그림1. 개발하는 불화물 전지의 개념도

　　1-2. 신형 리튬이온전지

　　1-3. 신원리/신형 LiB의 시장화 전망

　　　　그림·표1. 유기이차전지의 세계 시장화 전망(금액 기준: 2022-2030년 예측)

2. 주목 기업·연구기관의 최신 동향

　　2-1. CONNEXX SYSTEMS 주식회사

　　　　그림2. (좌)BLP 시리즈: 73.7kWh, (우)LUVIS 시리즈: 61.4kWh

　　　　그림 3. SHUTTLE Battery 충방전 반응 개념도

　　2-2 교세라 주식회사

　　　　그림4. (좌)클레이형 LiB 스택 셀

　　　　(우)클레이형 LiB 탑재 Enereza 축전지 유닛

　　　　그림5. 클레이형 LiB의 전극 구조

　　2-3. 주식회사 퀄텍

　　　　그림6. (좌)활성탄 비율과 중량 에너지 밀도, (우)각 온도영역에서의 충방전 곡선

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다가이차전지의 동향

~장기 전망에서의 실용화를 목표로 마그네슘이차전지를 중심으로

　재료 탐색의 기초연구개발을 계속~

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1. 들어가며

　　1-1. 다가금속은 용량밀도가 매우 크다

　　　　표1. 주요 금속 원소의 이온 가치

　　　　표2. 각종 금속의 축전지 음극으로서의 특성

　　1-2. 삽입·이탈반응과 용해석출반응

　　　　그림1. 인터칼레이션 반응 이미지

2. 주요 전지 개발 동향

　　2-1. 마그네슘이차전지 현황

　　2-2. 알루미늄이차전지 현황

　　2-3. 칼슘이차전지 현황

　　　　그림2. 개발한 수소 클러스터 착체 수소화물의 칼슘 전해질과 그 전도율

3. 다가이차전지 시장 전망

　　　　그림·표1. 다가이차전지의 세계 시장화 전망(금액 기준: 2022-2030년 예측)

4. 주목 기업·연구기관의 대응

　　4-1. 국립연구개발법인 물질·재료연구기구(NIMS)

　　　　그림3. 신규 개발한 불화알콕시볼레이트계 Mg염 합성반응

　　4-2. 국립대학법인 도호쿠대학 금속재료연구소

　　　　그림4. 수소 클러스터 전해액(DME/THF 혼합 용매)을 이용한

　　　　칼슘이차전지의 충방전 특성

　　　　그림5. 코벨라이트 탄소복합체 양극을 이용한 코인셀에서의 충방전 특성

　　4-3 오사카공립대학

　　　　그림6. CuCl2 전극을 사용한 알루미늄전지의 충방전 곡선

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유기이차전지의 동향

~'자원·환경과제에 대한 대응', '경량' 등을 강점으로 포스트

　리튬이온전지로서 항공·우주계 특수 용도로의 용도 전개가 유망~

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1. 들어가며

　　1-1. 유기활물질의 충방전 메커니즘

　　　　그림1. 라디칼 폴리머(TEMPO 치환) 양극의 흔들의자형 전지

　　1-2. 유기활물질은 고분자계와 저분자계로 크게 나뉜다

　　　　(1)고분자계

　　　　(2)저분자계

　　　　그림 3. DS-MOF 구조

　　1-3. 유기이차전지 시장 전망

　　　　그림·표1. 유기이차전지의 세계 시장화 전망(금액 기준: 2022-2030년 예측)

2. 주목 기업·연구기관의 대응

　　2-1. 산업종합기술연구소 분자응용에너지디바이스연구그룹

　　　　그림4. (좌)나프탈렌Li염, (우)축합된 나프탈렌이합체Li염

　　　　그림5. AQ 아미드 트리머가 가수분해로 저분자화하는 반응식과

　　　　질량분석계에 의한 분석

　　2-2. 간사이가쿠인대학 나노축전에너지재료과학연구실

　　　　그림6. CPL-4 양극의 나트륨이온전지 모식도

　　2-3 아이치공업대학 공학부 응용화학과

　　　　그림7. (좌)H3TOT 분자구조, (우)H3TOT 1차원 칼럼 구조