LiB正極材料の開発、高容量化技術

第1部 高容量と高サイクル特性を有するニッケル酸リチウム正極材料の合成と評価

(2017年11月22日 10:00～11:30)

　ニッケル酸リチウムの開発は古くから行われており、もう新しいものは出ないと思われておりました。今回合成方法を工夫することにより、高容量且つサイクル特性に優れた新しいニッケル酸リチウムが見いだされました。その特徴を明らかにすることにより、既存の層状岩塩型正極材料の特性改善のためのモデル物質として今後の開発のヒントが得られるのではないかと期待しております。是非ご参加いただき忌憚ないご意見お聞かせください。よろしくお願いいたします。

1. リチウムイオン二次電池における正極材料の役割
2. 既存ニッケル酸リチウムの特徴と問題点
3. 新規ニッケル酸リチウム発見経緯
   1. 合成方法と生成過程検討
   2. 結晶構造解析
4. 新規ニッケル酸リチウムの充放電特性評価と充放電時の構造変化解釈
   1. 従来品と新規品の充放電特性比較
   2. 従来品と新規品の充放電時構造および熱挙動変化の比較
5. 異種金属置換効果検討
6. まとめと今後の予定
• 質疑応答

第2部 リチウム電池正極の表面構造制御と充放電反応特性

(2017年11月22日 12:10〜13:40)

1. 界面現象に基づくリチウム電池材料開発の重要性
   1. リチウムイオン電池内の界面現象
   2. 界面現象が影響する電池特性
   3. 主な界面制御手法と課題
2. 界面構造のその場観察でみえる電極/電解質界面現象
   1. モデル薄膜電極を用いたin situ表面散乱測定法
   2. スピネル型、層状岩塩型電極材料における界面構造変化
   3. 様々な電極/電解質界面での共通現象と電極特性との関連
3. 界面設計にむけたアプローチ事例
   1. 界面構造制御の考え方
   2. 固体電解質材料で表面修飾した正極膜の構造変化と電極特性
   3. 最近のトピックス
4. まとめ

第3部 LiF-NiOコンポジット正極の作製と構造および電気化学特性評価

(2017年11月22日 13:50〜15:20)

　現在、リチウムイオン二次電池の正極活物質には,LiCoO2やLiMn2O4,LiFePO4などの化合物が使用されており、さらなる高エネルギー密度を実現する活物質として、新たな酸化物およびフッ化物などの化合物開発が進められている。フッ化鉄FeF3は、鉄を中心金属とした活物質の中で高いエネルギー密度を達成できる化合物として知られているが、現行のLiイオン二次電池への適用を考えた場合、Liを含有する活物質が望ましい。 　我々は、これまでにLi含有フッ化物系活物質の合成・評価を行ってきたが,FeF3のような高い電極特性を得るに至っていない。そこで、原料の一部に酸化物を用いた合成を試みたところ、LiF-NiOコンポジットにおいて,LiFがNiOに固溶し、充放電が可能になることを見出した。 　本講演では、このLiF-NiOコンポジットの作製条件について検討し、得られたコンポジット試料の構造や充放電特性の評価結果について解説する。また,他の遷移金属酸化物を用いたコンポジット試料についても紹介する。

1. フッ化物系正極活物質
2. LiF-NiOコンポジットの合成と構造
3. LiF-NiOコンポジットの充放電特性評価
   1. ミリング時間依存性
   2. cut-off電圧依存性
   3. サイクル特性とレート特性
4. XPSによるNiの酸化数評価
5. 遷移金属酸化物を用いたコンポジット正極
   1. LiF-MOコンポジット
   2. LiF-MM’2O4コンポジット
• 質疑応答

第4部 ポリオキソメタレート正極材料の開発とそこから得られる知見を用いたセラミック系大容量正極材料の電気化学特性改善

(2017年11月22日 15:30〜17:00)

1. ポリオキソメタレート (POM) とは
2. 正極材料としてのPOMの特徴
3. POMの正極特性
4. 電気化学的反応機構
5. ナノサイズ化
6. 表面反応による容量劣化機構
7. 表面改善による電気化学的特性改善
8. POMを参考にしたセラミック系正極の改善
• 質疑応答