次世代二次電池の最新技術と今後の課題

第1部 ポストリチウムに向けたプロトン二次電池・電気化学キャパシタの開発

(2015年4月28日 10:30〜12:00)

1. はじめに
2. ナノシートによる電極形成
3. 酸化マンガンなのシート再積層体、積層薄膜の電極特性 (中性電解液中)
4. 層状H (Mn,Fe) O2、H (NI,Co,Mn) O2の電極特性 (塩基性電解液中)
5. まとめ

• 質疑応答・個別質問・名刺交換

第2部 ポストリチウムに向けた有機二次電池の研究開発動向と今後の課題

(2015年4月28日 12:45〜14:15)

　産業技術の発展に伴い、人類の社会活動と生活に便利な移動型あるいは携帯型の電気製品が続々登場し、世界中に普及しています。 　特に電気自動車や第4世代 (4G) 移動通信システムに対応するためには、従来の蓄電池ではエネルギー密度不足が問題となっています。より高いエネルギー密度を有する蓄電池へのニーズが著しく高まっています。 　現在あるクリーンな蓄電池の中で、エネルギー密度が最も高いのはリチウム (Li) イオン二次電池です。1991年にLiイオン二次電池が上市されると同時に、電池性能の向上およびコストダウンに向けて大きな努力が払われてきました。 　その結果、エネルギー密度は初期のものに比べて約3倍に増大し、一方コストは1/10以下に下がりました。安全性も正極活物質としてオリビン型のLiFePO4を使用することにより確保されました。 　しかしながら、そのLiイオン電池でも、現状の実効エネルギー密度は約120～160mWh/gであり、電気自動車の長距離ドライブあるいは4G携帯電話の長時間使用にはまだまだ不十分です。Liイオン二次電池のエネルギー密度は、主に正極の容量により制約されています。 　現在開発中の正極の活物質から考えますと、Liイオン二次電池の実効エネルギー密度はせいぜい約250mWh/gに止まると予想されます。容量が著しく大きな活物質は現在のところまだ開発されていないために、大幅なエネルギー密度の向上は見込めません。 　そこで、高エネルギー密度を示す、ポストLiイオン二次電池の開発が求められており、現在精力的な開発研究が行われています。 　そのような主なるポストLiイオン二次電池として、1000mAh/g以上の大きな容量を示すイオウ化合物を正極とし、さらに電解質が固体系の“全固体Li/硫黄二次電池”、酸素あるいは空気/触媒系を正極とし、Li、Na、Ca、Mg、Al、Zn等の金属を負極とする“金属/空気二次電池”、そして電解液を通して正極と負極の間を出入りするこれまでのLiイオンの代わりにマグネシウムイオンのような多価カチオンを用いる、“多価カチオン二次電池”に大きな期待が寄せられています。 　これらに加えて、Liイオン二次電池の正極活物質に用いられている遷移金属酸化物のLi塩の代わりに、安価で供給が容易な有機化合物を使用する“有機二次電池”もポストLiイオン二次電池の候補の1つとして大いに期待されています。本講演では、この“有機二次電池”の研究開発動向と今後の課題について、分かりやすく、かつ詳細に解説します。

1. Liイオン二次電池の現状と期待される高エネルギー密度を示すポスト二次電池
   1. 現行のLiイオン二次電池
   2. Liイオン二次電池の課題
   3. より高エネルギー密度 (高出力電圧×大容量) 化
   4. 高エネルギー密度を示す、ポスト二次電池
   5. Li/硫黄二次電池
   6. 金属/空気二次電池
   7. 多価カチオン二次電池
   8. 有機二次電池
2. 有機二次電池の研究開発の現状と今後の課題
   1. 従来の有機二次電池
   2. 最新の有機二次電池
   3. 有機二次電池の課題
   4. 高エネルギー密度を示す、有機正極活物質の探索
   5. 充放電サイクルの高寿命化
   6. 固体電解質の使用と改善
   7. 正極中の有機活物質の充填率アップ
   8. 高速充放電の達成

• 質疑応答・個別質問・名刺交換

第3部 鉄-空気二次電池の開発と実用化への課題

(2015年4月28日 14:30〜16:00)

1. 空気二次電池の特徴
2. 鉄-空気二次電池の構成部材
3. 固体電解質を用いた鉄-空気二次電池の開発
4. 今後の課題

• 質疑応答・個別質問・名刺交換