Battery Research at Shizuoka University

Jeg er Moriya fra Shizuoka Universitet. Vi udvikler nye materialer til helsolid-state-batterier, som er i fokus som næste generations genopladelige batterier. I helsolid-state-batterier er en fast elektrolyt med fremragende egenskaber uundværlig. Som en ny kandidat til denne faste elektrolyt har vi fundet, at krystaller bestående af molekyler, såkaldte molekylkrystaller, rummer et stort potentiale. Vi forsker i øjeblikket i udviklingen af en innovativ molekylkrystal-elektrolyt, der kombinerer fremragende elektrolytegenskaber med den moderate fleksibilitet, som kræves for at fremstille helsolid-state-batterier. Indførelsen af den automatiske doseringsvægt har reduceret arbejdstiden ved fremstilling af molekylkrystaller til omkring en tiendedel. Den markante forbedring af arbejdseffektiviteten gjorde det muligt at øge antallet af eksperimenter pr. dag betydeligt. Desuden har den automatiske doseringsvægt gjort det muligt at dosere mere præcist end ved manuelt arbejde, hvilket har reduceret variationen i resultaterne mellem de studerende, der udfører eksperimenterne, og gjort det muligt at evaluere egenskaberne med høj reproducerbarhed. Da de tidskrævende manuelle trin er blevet færre, har vi kunnet forene effektivitet i arbejdet med resultaternes pålidelighed, og jeg føler, at jeg ikke kan vende tilbage til eksperimenter uden den automatiske doseringsvægt. For at syntetisere molekylkrystaller er det nødvendigt nøjagtigt at blande litiumsalte og organiske materialer, som udgør råmaterialerne, så de får krystalstruktur. Da disse råmaterialer og produkter er følsomme over for fugt, udføres dette arbejde i en såkaldt glovebox, et apparat fyldt med argongas, hvor man håndterer dem gennem handsker. Desuden er arbejdsforholdene begrænsede, så det var en stor udfordring, at det i gennemsnit tog 20 til 30 minutter bare at dosere ét materiale. Det var også et problem, at der opstod en ikke ubetydelig variation i doseringsnøjagtigheden afhængigt af operatøren. Da jeg så produktdemonstrationen, blev jeg imponeret over hastigheden, den høje reproducerbarhed i mængden og den enkle betjening. Desuden besluttede vi os for at indføre det, fordi der ikke fandtes noget produkt hos andre virksomheder, som kunne foretage automatisk dosering af meget små mængder. Før indførelsen tog et enkelt eksperiment omkring 20 til 30 minutter, men efter indførelsen af den automatiske doseringsvægt kan det nu gøres på 2 til 3 minutter, og arbejdstiden er blevet reduceret til en tiendedel. Folkene hos Mettler Toledo kom med fleksible forslag, der passede til vores budget, og det var til stor hjælp. Der opstod også en situation, hvor apparatet gik i stykker på grund af en fejl fra vores side, men de sørgede straks for reparation, og jeg er også meget tilfreds med supporten. Fremover ønsker jeg fortsat at udvikle materialer til næste generations batterier sammen med den automatiske doseringsvægt.