次世代蓄電池、小型・薄型蓄電池の最新技術、用途展開、今後の展望

第1部 リチウムイオン二次電池開発の推移と今後の展望

(2016年11月9日 12:15～13:30)

1. リチウムイオン電池およびその部材開発の動き
   • 正極
   • 負極
   • 電解液
   • 固体電解質
   • セパレータ
   • バインダー
   • 導電助剤
   • パッケージング材料
   • シーリング材料 他
2. 過充電や内部ショートによる発火対策、安全性向上に向けて
   1. 最近のリチウムイオン電池におけるトラブル例
   2. 有機電解液のため発火するとの誤解
   3. 内部ショートのシミュレーションは可能か
   4. 電池パックとしての安全性 – - – 電池間の接続
3. 世界のリチウムイオン電池事情
   • 韓国
   • 中国
   • 欧州
   • 米国
   • 他
4. 今後の展望
   1. 自動車用電池、大型蓄電池
   2. 小型軽量化に向けて
   3. フィルム・ラミネート型蓄電池の動き
   4. 安全性を確保しつつコストを極限まで下げる製造方法
• 質疑応答

第2部 シート (フィルム) および 小型リチウムイオン電池の開発、その応用

(2016年11月10日 13:45〜15:00)

　小型携帯電子機器の需要増大に伴ってそれを支える電源への期待が高まっている。シート型および小型リチウムイオン電池の技術について述べる。

1. リチウムイオン電池 (LIB) ビジネスの現状、展望
2. 薄型および小型LIB電池への期待
3. ALFを使ったパウチセル技術
4. LIBの技術のおさらい
5. 固体電解質電池の種類、分類
6. ゲル電解質電池の商品化技術と性能
   • 要素技術
   • 結果
   • 考察
7. 他の技術
   • 化学架橋
   • 無機物固体電解質
   • 純正ポリマー電解質
• 質疑応答

第3部 有機電池、分子クラスター電池の開発、その応用

(2016年11月10日 15:15〜16:30)

1. 有機二次電池用材料の最新動向～作成するには何が必要か?～
   1. 有機ラジカル電池を中心とした有機二次電池材料の動向
      • 正極材料
      • 負極材料
      • セパレータ
      • 電解液
      • 外装材 など
   2. 材料設計の指針
   3. 製造プロセス
   4. 製造時の課題
   5. 現状のコスト
2. 有機二次電池の課題と要因 ～材料からのアプローチ～
   1. 現状の課題
   2. 課題の要因と解決へ向けた指針
   3. 有機二次電池が目指す先とそこに求められる材料技術
3. 有機二次電池とクラスター電池の比較
   1. 分子クラスター電池の原理と構造
   2. 分子クラスター電池の特性と反応機構
   3. 分子クラスター電池の性能
      (リチウムイオン電池、有機電池との比較)
      • 蓄電容量
      • 充放電特性
      • 耐久性・寿命
      • 安全性・取り扱い性 他
   4. 分子クラスター電池の高性能化と応用展開、今後の課題と展望
4. 有機系電池の今後の展開と期
• 質疑応答

第4部 マグネシウム二次電池の研究開発動向と今後の課題

(11月10日 10:00～11:15)

　リチウムイオン二次電池の高エネルギー密度は理論値に近づきつつあり、飛躍的なエネルギー密度の向上にはポストリチウムイオン二次電池の開発が必須である。マグネシウム金属二次電池は高エネルギー密度の観点から注目を集めつつあるが、その実現には正極・負極・電解質それぞれにリチウム二次電池とは異なる課題を解決する必要がある。本講演ではマグネシウム二次電池の材料設計における課題について、これまでの報告例と講演者の研究内容を交えて紹介する。

1. マグネシウム二次電池の位置付け
2. 負極
   1. 析出溶解反応と表面皮膜
   2. Grignard試薬における析出溶解反応
   3. 非Grignard系電解液における析出溶解反応
3. 電解質
   1. 求められる性能と現状
   2. 電池反応との関連
4. 正極
   1. インサーション材料の反応
   2. Chevrel材料の反応
   3. ポリアニオン型材料の反応
   4. 有機正極の反応
5. まとめ
• 質疑応答

第5部 世界一広い水系電解液を用いた 大容量キャパシタの開発

(2016年11月10日 11:30〜12:45)

　キャパシタの電解液として水溶液は最も優れているが、問題はその電位窓の低さにあった (理論的には1.23V) 。わたしどもでは、水溶液で3V以上の電位窓を持つ電解液の開発に成功し、キャパシタに十分適応できることを明らかにした。 　大容量化への開発は安価、安全、構造が単純であること。最悪でも、出火や爆発しない。高価な希少金属は使用しない。また電解液が水溶液なため燃えることは無く、更に活物質と電解液が正極と負極で共通なため、構造が単純である。

第6部 小型Naイオン電池の求められる特性と実用化

(2016年11月10日 13:30〜14:45)

　5年ほど前にNaイオン二次電池の話題が登場したときには、Liイオン二次電池の高性能化競争がピークの時であった。その時にはNaイオン二次電池に対する評価は否定的であったが、昨年末フランスから小型Naイオン二次電池の発表があり、Naイオン二次電池に再び注目が集まっている。 　この講座では、改めて二次電池におけるNaイオン二次電池の位置づけをその特性から解説し、実用化における課題を指摘する。

1. 電池概略
   1. 電池の歴史
   2. 電池の種類
   3. 電池とキャパシタ
   4. 商品としての電池
2. LIBの課題とNaイオン二次電池
   1. 性能の視点
   2. コストの視点
   3. 環境の視点
3. Naイオン二次電池の可能性
   1. 低コスト二次電池として
   2. 安全な二次電池として
   3. 高性能小型二次電池として
4. 実用化における課題
   1. 正極
   2. 負極
   3. 電解質の課題
5. 商品企画としての提案
   1. 二次電池の用途
   2. 情報化と二次電池
   3. アジャイル開発と二次電池
• 質疑応答

第7部 アルミニウム空気電池の二次電池化に向けた 研究動向と材料技術・今後の課題

(2016年11月10日 15:00〜16:15)

　金属-空気電池において、電池構造、電極、電解質を工夫することにより二次電池化を目指す 　安価で簡易的に製造が可能な実用化を目指した大容量を有する電池を作成する

1. 次世代蓄電池に向けた研究開発
2. アルミニウムー空気電池の特徴と構造
   1. アルミニウムー空気電池の特徴
   2. アルミニウムー空気電池の基本構造
   3. アルミニウムー空気電池の問題点
3. 新規構造を有するアルミニウムー空気電池
   1. アルミニウムイオン伝導体を中間層として検討
   2. 多孔性酸化物体を中間層として検討
   3. 多孔性炭素材料、セラミック材料を中間層として検討
4. イオン液体を用いたアルミニウムー空気電池
   1. イオン液体を用いたアルミニウムー空気電池の性能
   2. イオン液体を用いたアルミニウムー空気電池の二次電池化への検討
• 質疑応答