リチウムイオン電池用電解質の耐高電圧化と電解液の応答性・寿命予測

第1部 リチウムイオン電池の高安全と高電圧を可能にするポリマー電解質

(2013年5月23日 13:00〜14:40)

鶴岡工業高等専門学校 物質工学科 教授 佐藤 貴哉 氏

　リチウムイオン電池 (LIB) の発火が問題となっている。LIBの安全性向上のため、新規なアプローチによる難燃型ポリマー電解質を開発した。難燃性のイオン液体モノマーに表面開始リビングラジカル重合を適用し、イオン液体ポリマーブラシ/シリカ複合微粒子 (SiP) を合成した。SiPと少量のイオン液体を複合することで、リチウムイオンが高速移動できるイオン伝導ネットワークチャネルを持つ新しい難燃型固体電解質が開発できたので、本講座で紹介する。 　現在、電解質のイオン伝導性、難燃性、固体膜特性を利用した高電圧電気化学デバイスが設計可能と考え、試作評価を行っている。その現状も併せて紹介し、実用化へ展望を述べる。

1. イオン液体について
   1. イオン液体とは
   2. イオン液体の分子設計
   3. イオン液体モノマー
2. ポリマーブラシについて
   1. イオン液体ポリマー
   2. 表面開始原子移動ラジカル重合 (ATRP) と濃厚ポリマーブラシ
3. 微粒子集積ポリマー電解質について
   1. イオン液体濃厚ポリマーブラシ付与シリカ微粒子
   2. 微粒子集積ポリマー電解質
   3. その電気化学特性とイオンチャンネル
4. 難燃型高電圧リチウムイオン電池の開発
   1. 固体電解質を用いた高電圧リチウムイオン電池
   2. オンボード型電池への展開
5. 実用化に向けて
   1. イオンチャンネル型モノリス多孔膜

• 質疑応答・名刺交換

第2部 電流遮断法で電池内の電解液がどのように応答するのか?　～リチウムイオン電池の寿命予測をふまえて～

(2013年5月23日 14:50〜16:30)

山形大学 大学院理工学研究科 物質化学工学専攻 教授 仁科 辰夫 氏

　リチウムイオン二次電池の性能は活物質で決まるかのように世間では考えられているようですが、はたしてそうでしょうか?劣化電池を解体分析して、活物質そのものの結晶学的な構造解析をしている例が世間では多いようですが、本当にそうなのでしょうか?電解液の応答を見ることで、電池の特性を理解できるのではないか?そもそも、なんで電池の充電には1時間も必要なのでしょうか? 　そんな疑問をまじめに考えたら、電解液の特性ってやっぱり重要ですよね。そんなお話をします。

1. 電解液のイオン伝導メカニズムとその影響
   1. 電解液のイオン伝導
   2. 電池反応進行によるイオン伝導の影響
2. リチウムイオン電池の劣化の概観
   1. 充放電試験によるサイクル特性と寿命予測
   2. インピーダンス法による劣化解析
   3. 効率良く、再現性良く、測定・評価するには?
3. 電流遮断法の基礎と電解液の応答とその評価
   1. 電流遮断法とは?
   2. 電流遮断法で電池の電解液がどのように応答するのか?
   3. 電流遮断法による内部抵抗測定
   4. リチウムイオン二次電池の過電圧緩和過程解析と応用事例

• 質疑応答・名刺交換