ソニー、「スズ系アモルファス負極」を採用したリチウムイオン2次電池を開発

　

　ソニーが開発した18659型リチウムイオン2次電池「Nexelion(ネクセリオン)」

　ソニーは、ノートPCの電池として広く使われている直径18mm、長さ65mmの18650型円筒形リチウムイオン2次電池として、「スズ系アモルファス」を負極材料に用いた、3.5Ah容量品「Nexelion(ネクセリオン)」を開発したことを発表した。Nexelionは2005年に直径14mm、長さ43mmの円筒形サイズで商品化されていたが、今回、サイズを拡張し、充電終止電圧4.3V、放電終止電圧2.0Vまで範囲を広げることで、3.5Ahの容量を実現した。2011年中の出荷を予定している。

　一般にスズやケイ素、あるいはこれらの元素を含む化合物は、リチウムイオン2次電池の高容量化を実現する負極材料として注目されてきたが、これらの元素を用いた場合、充電・放電時の粒子形状の変化が大きく、実用化においてはサイクル特性(充放電を繰り返すことにより電池容量が低下する現象)の改善が課題であった。同社は2005年2月に、こうした課題の解決を目指したスズ・コバルト・炭素などの元素を原子レベルで均質混合し、アモルファス化処理した材料を開発しており、これにより充電・放電時の粒子の形状変化を抑え、充放電サイクル特性の向上を図ることに成功していた。

　今回、前回までの成果を受けて、負極粒子形状の最適化を図り、実用性と量産性を高めた材料を採用することで、電池容量の向上を実現した。また、同負極材のリチウムイオン受け入れ性の高さにより、充電特性が高く、0.7ItAでの急速充電が可能なほか、同材料の特長である低温特性が良いといった利点も従来から継承されており、化学的に容量が低下するとされている低温度環境下(-10～0℃)であっても高い容量維持率を保持でき、同社従来品(同サイズの円筒形2.2Ah品)に比べて放電容量はおよそ75%向上している。

　放電カーブ

　放電温度特性のグラフ

　さらに、高容量化には、同負極の採用だけでなく、正極材料の表面処理技術も寄与していると同社では説明している。同技術を用いることで、高い充電圧が負荷された状態においても、材料元素の安定性を保ち、4.3Vまでの充電終止電圧が達成でき、電池としての信頼性の向上や高容量化を実現しているという。

　加えて、今回採用したセパレータには、ポリオレフィン微多孔膜に3次元ネットワーク構造を持つセラミック層を付加し、微多孔膜そのものが持つ透気性や強度などの特性を損なうことなく、万が一、金属異物が混入した場合でも内部短絡をシャットダウンする機能を搭載した。これにより、エネルギー容量の高い充電や放電にも対応できるようになり、結果として高容量化に貢献したとしている。

　電池セラミック層の3次元ネットワーク樹脂構造

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　ゴルフといえば、紳士淑女のスポーツなどと言いますが、紳士の割合が高いことは誰しも知っていることで、総務省『日本の統計2013』のデータを見ても、圧倒的にゴルフ行動者人口のほとんどが男性だとわかります。男性が多いといえば、我らがEngadgetもその例に漏れず、読者はほとんど男性。つまりなにが言いたいのかというと「ゴルフとガジェットとの相性はイイ」ということなのであります。
　
　※記事末尾にオリジナルEngaget Tシャツが抽選で当たるアンケートを実施しています！デジタルガジェット全盛の時代以前から、ゴルフ界隈では、ピンフラッグの高さからピンまでの距離を割り出すスコープ型の計測器があり、その後には、より正確なレーザー照射タイプ、GPS情報とゴルフコースのデータから距離を自動的に計測するタイプなど、グリーンや目標地点までの距離を計測するガジェットがあまたあります。また、一度のシャッターで16カットを時間差で連続撮影できる「スイング撮影用カメラ」なるジャンルもありました（もちろん、ゴルフ専用ではありませんが）。こんなのですね。
　
　デジタルの力を得て、ゴルフ用に特化したデジカメも、もちろん登場済み。それこそ、クラブやゴルフボールをはじめ、すべてのアイテムが「ボールをピンに放り込む」という目的に到達するための、ガジェットと言っても過言ではないかもしれません。ちょっと過言でした。
　
　ガジェッターを生み出す素養を豊富に含有したゴルフと、スマホやデジタルガジェットが融合するのは必然、ということでその融合したカタチの一つが、こちらの「Zepp Golf スイングセンサー」です。
　
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　Zepp Golf のアプリ（iOS/Android）では、このスイングデータを分析できる機能が盛りだくさん。3Dアニメでクラブの回転軌跡や、手だけの軌跡をチェックしたり、「クラブのヘッドスピード」「スイングのテンポ」「シャフトや手の角度」「バックスイングの位置」「腰の回転具合」もまるっと数値化。…そのため、過去の自分のスイングとの比較はもちろん、プロや知り合いとのデータと比較ができ、自己流になりがちな半人前ゴルファーが、上達に向けての分析を手軽に行えるのです。これがあれば「インパクトの瞬間、ヘッドは回転する」のかどうかも、わかるかもしれません。
　
　一回ごとのスイングのデータばかりでなく、「プレイ回数」「スイング回数」「使用回数の多いクラブ」といったデータも記録してくれるので、コースでのラウンドはもちろん、練習場でのスイング時にも装着しておくのも、上達への近道に。打ちっ放しでの練習で、スライスの原因がわかって真っすぐ飛ぶようになったら、いつもの爽快感も倍増です。以前紹介したWithings Smart Body Analyzer WS－50のように、自らのデータを自動で記録して、それをもとに行動の改善へとつなげる楽しさを、ゴルフでも味わえるガジェット、それがZepp Golf です。
　
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NIMS、TiO2のナノ構造のまま高機能なTi2O3へ変化させる合成技術を開発

　

　物質・材料研究機構(NIMS)の国際ナノアーキテクトニクス研究拠点(MANA)の冨中悟史研究員と辻本吉廣研究員は、二酸化チタン(TiO2)のナノ構造を保持したまま、内部の結晶構造が異なる還元型酸化物(Ti2O3)へと変化させる合成に成功したことを明らかにした。同成果は、大型放射光施設SPring-8に設置されたNIMSビームステーション「BL15XU」と共同で行い、独化学会の国際誌「Angewante Chemie International Edition」に掲載された。

　チタンの還元型酸化物は、電子伝導性や可視光吸収などの魅力的な特性が知られており、ナノ構造を持たせることができれば太陽電池や燃料電池など幅広い応用が期待できるものの、従来の合成法では水素ガス気流中、800～1100℃の高温で還元を行う必要であり、出発原子がナノサイズであっても、粒子が熱による原子拡散により粒子成長してしまうため、ナノ構造を有する材料の合成は困難であった。

　図1 従来の手法と今回の成果で用いられた新手法の比較。従来の高温処理を必要とする手法では、粒子が肥大化してしまい、応用展開が難しくなるが、新手法を用いることで、可視光を吸収するチタン還元型酸化物のナノ粒子の合成に成功した

　今回、研究チームでは、正方晶系のルチル型TiO2のナノ粒子(10～30nm)を、低温で強い還元力を示す水素化カルシウム(CaH2)粉末とともに反応させることにより、これらの課題解決を図った。

　ルチル型TiO2とCaH2をよく混合したペレットを真空封入し、従来の還元法よりも350℃で15日間の反応させたところ、試料が還元型チタン酸化物に共通して見られる黒色を呈することが判明した。その試料を大型放射光施設SPring-8のNIMSビームライン(BL15XU)に設置された高分解能放射光粉末X線回折装置を用いて測定を行った結果、出発物質とは明らかに異なる回折パターンが得られ、還元型チタン酸化物のTi2O3(六方晶系)が単相で得られていることが判明した。

　図2 (a)出発物質のルチル型TiO2ナノサイズ粒子、(b)得られた還元型チタン酸化物Ti2O3ナノサイズ粒子の結晶構造、光学顕微鏡写真、透過型顕微鏡写真、(c)中間相と考えられるマグネリ相Ti4O7の結晶構造

　さらに透過型顕微鏡で粒子の形状を観察したところ、反応前後で粒子の形体とサイズが維持されており、ナノ構造を有する還元型チタン酸化物の合成に成功したことが明らかとなったという。

　また、形状が維持されていることの他に興味深い点としては、還元反応前後で正方晶系物質から六方晶系物質へと構造が変化している点が挙げられ、構造を比較してみると、チタン原子と酸素原子からなる骨組みがまったく異なっており、原子の移動を伴っていることが分かる。

　一方、同じ化学組成であるTiO2で、しかも同じ正方晶系(結晶構造はルチル型とは異なる)であるアナターゼ型TiO2をCaH2で還元してもTi2O3が得られるが、この場合はナノ構造の形状は維持されず粒子成長が見られた。研究チームでは、この出発物質の違いによるナノ構造への影響の起源を明らかにするために、ルチル型TiO2の還元条件を変化させ、その継時変化の追跡を試みた。350℃で5日間反応させた後の放射光粉末X線測定の結果を見ると、この反応条件でもTi2O3が主成分として生成されるが、そのほかにマグネリ相と呼ばれるTi4O7由来と思われる強度の小さい回折も観測できたという。このTi4O7の構造は、TiO6八面体の稜共有から成るルチル鎖とTi2O3に類似した面共有のTi2O9が連なる層から成っており、このルチル型TiO2と最終生成物Ti2O3の双方の構造的特徴を併せ持ったTi4O7を経由することが、ナノ構造を有するTi2O3の合成の秘訣になっていると考えられるという。

　図3 室温で測定された放射光X線回折パターン。下から出発物質ルチル型TiO2、350℃、5日間還元反応後の生成物質(Ti2O3+Ti4O7)、350℃、15日間還元反応によって得られた還元型チタン酸化物Ti2O3

　今回開発された手法を用いると、他のチタン酸化物のナノ構造、例えばナノワイヤなどを用いた場合においても、ナノ構造を維持したままの還元反応が達成できるものと考えられ、還元型チタン酸化物の幅広い合成が可能になることが期待できるという。そのため、将来的にはその電子伝導性や可視光吸収特性を活かし、「人工光合成材料への応用」「貴金属フリーの電極材料・配線材料」「燃料電池などの触媒の担体」などへの応用が期待できるとのことで、研究チームでは現在、還元反応機構の詳細や合成したナノ構造を有する還元型チタン酸化物の特性評価を進めているとしている。

友達と鍋パ！LINEでの連絡よりも「簡単に準備を進められる」アプリ

　

　もし、友達とパーティーをやるとしたら、何のツールでみんな連絡を取りますか？

　ほとんどの人が、SNSやLINEなどのチャットアプリですよね。

　だけど、いざ当日を迎えると準備することが多すぎて、意外と大変。

　人数の確認に、準備するもの、当日までに買っておくもの、段取りを担当に割り振って……と、決めることがたくさんあるはず。

　しかし、チャットだと、どんどん会話が流れていって、いざ見返そうと思っても「……あれ？　どこでその話題出たっけ？」ってことになりませんか？

　

　■複数人数では使えない、LINEの「ノート」機能

　多くの人が使うのが、LINEの「ノート」機能。どんどん流れてしまって、見返すのが大変な「トーク」に比べて、いつでも見返せる「ノート」は使いやすいですよね。

　しかし、1対1のやりとりや、グループ内でのやりとりであれば使いやすい「ノート」も、複数人数では使えません。毎回毎回、遊ぶ仲間ごとにグループを作るのも、とってもめんどくさい。

　

　■みんなでワイワイ決める時に便利な「共有メモ」アプリ

　そんな時に便利なのが、複数でメモを共有できるアプリ。有名なのは『Evernote』。パソコンからも使うことが出来るメモアプリの代表格です。

　ただ『Evernote』はメモを共有することは出来るのですが、みんなでワイワイ書き込む（編集する）には、有料のプレミアムユーザーになる必要があります。

　写真や音声も保存出来たりと、『Evernote』も非常に魅力的ですがもっと、サクッと、みんなでメモを共有したり、書き込んだりできるツールはないのでしょうか？

　

　■グループ共有アプリ『urecy』

　そこで見つけたのが『urecy』！

　恋人や友達、家族など最大10名と使う事が出来る共有アプリです。

　メモや写真、カレンダーをコルクボードに張りつけるようなイメージで書き込むことが出来ます。

　

　■シンプルで使いやすい！『Frognote』

　次に見つけたのが『Frognote』！

　シンプルなメモだけでなく、チェックボックスも作れるんです。買い出しリストなどにも便利ですよね。メモごとに共有相手を選べるし、メモの内容が更新されるときちんと共有相手に通知されるので、見落としもぐっと減りそう。

　これなら、パーティーの準備だけでなく、同棲しているカップルの買物リスト、旅行の時のスケジュール管理、などにも使えそうです。しかも、どれだけ作っても、無料で使えるのは嬉しい！

　もちろん、自分1人だけで、忘備録として使うのもアリですよ。…

　

　今までのメモ機能って、どれも“帯に短し、襷に長し”と、使い勝手がちょうどいいものがあまり無かったんですよね。今回紹介した『urecy』や『Frognote』なら、気軽に使えそうなので、気になる人はDLしてみてはいかが？

　

　■ AppStoreでダウンロード

　

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TANAKA/SUSS、サブミクロン金粒子によるパターン転写/接合技術の開発で提携

　

　サブミクロン金粒子

　TANAKAホールティングスの子会社である田中貴金属工と半導体製造装置メーカーの独SUSS MicroTecの日本法人ズース・マイクロテックは7月12日、サブミクロンサイズの金粒子を用いたパターン転写および接合技術を、共同で開発することで合意したことを発表した。

　先端デバイスでは、小型化や高機能化、高性能化に加え、鉛フリーはんだ実装への対応などが進められているが、めっきやスクリーン印刷、スパッタなどによる成膜といった工程を組み合わせ、ウェハに金や金・スズなどのメタル接合材料を用い、封止枠や電極などを形成している。しかし、こうした複数の工程と材料を用いる作業は、生産速度の低下と材料の使用効率の低下を引き起こしていた。

　また、電気接続の工程では現在、めっき法による金バンプやはんだバンプといったマイクロバンプ接合の技術が用いられているが、金バンプが硬いため十分な接合安定性を得られないことや、はんだバンプが溶融時の流動で短絡することなどが課題となっているほか、気密封止の工程では、従来の陽極接合やガラスフリット接合に加えて、近年では成膜やめっきによるメタル-メタル接合といった技術が用いられているが、高温での接合が必要であることや、表面凹凸によって歩留まりが低下することなどが課題となっている。このため高温での安定動作が求められる高輝度LEDなどの先端デバイスの実装において、現行の接合技術では、高熱伝導性や高耐熱性、狭線幅・狭ピッチ化といった次世代の性能要求をすべて満たすことが困難になってきていた。

　今回、2社の技術開発では、田中貴金属工業がサイズ効果により低温で接合でき、既存のハンダ接合より高耐熱性と低応力性に優れたサブミクロン金粒子をパターン転写する基板の製造プロセスを開発。一方、ズースは、同転写基板を使ったウェハレベルの転写・接合装置の開発を行っていく。また、この2社の技術開発では早稲田大学ナノテクノロジー研究所の庄子習一教授と水野潤准教授による協力も受けて開発が進められる予定。

　今回開発を進めるパターン転写および接合技術は、電気接続や気密封止を、必要十分なだけの金材料を使って高効率で実現できるとともに、現行技術での課題を解決でき、「先端MEMSの気密封止」、「先端MEMSの気密封止と電気接続の一括プロセス」、「高輝度LEDやパワー半導体など高温動作するデバイスの電極形成」、「小型電子デバイス部品の微小電極形成」、「ウェハの3次元積層」といったような製造プロセスへの適用が期待されている。

　パターン転写のプロセスフロー