リチウムイオン電池の性能・劣化・寿命評価

新規参入企業や新たに研究を始められた関係者、およびご経験をお持ちの研究者や企画関係者のために役立つように、リチウムイオン二次電池 (LIB) の基礎、基礎特性評価、動作状態把握、電池の性能劣化とそのメカニズム、劣化度・寿命予測の評価方法、電池の性能確保に向けて、特に充放電曲線から得られる情報、インピーダンス計測を用いた評価・解析法について、基礎からじっくりと電気化学法をベースに解説します。 　市場で汎用されているLIBの基礎特性の紹介や、最新の測定・評価法や材料開発も紹介し、周辺の研究動向を明らかにします。講義終了後には、講演内容に関するご質問に可能な範囲で回答いたします。

1. 電池反応の基礎
   1. 反応の基礎概念
      1. 酸化還元電位、ネルンストの式、電気二重層、出力電位
      2. ガスー格子モデル
      3. 活物質粒子の電極反応モデル
   2. 活物質粒子の反応スキーム
      1. LTO系
      2. オリビン鉄系
   3. リチウムイオンの拡散過程と拡散係数
2. 充放電特性
   1. 充放電曲線 (エネルギー密度、レート特性)
   2. 差分曲線
3. 直流各種評価法
   1. サイクリックボルタンメトリー
   2. パルス法
4. 交流インピーダンス評価法
   1. 測定法
      1. 原理・特徴
      2. 評価モデル等価回路
      3. 活物質球状粒子表面上膜 (SEI) 界面と等価回路
      4. 固体粒子/電解液界面での各種パラメータ
      5. 最近の報告例のいくつか
   2. 求められたインピーダンススペクトル (EIS)
      1. EISの温度、およびSOC依存性
      2. 3D表示化
5. 現在の汎用電池の特徴
   1. 構成材料
   2. 充放電特性
6. 電池の性能劣化とそのメカニズム
   1. 特性の経時変化 (1/2乗則) と容量減少
   2. 劣化の諸因子
   3. 組成分析と構造解析
7. 劣化度・寿命予測の評価法
   1. OCV曲線とdV/dQ曲線
   2. インピーダンス特性と評価用等価回路
   3. カーブフィッティング
   4. Newmanモデル
   5. カルマンフィルタ
   6. 機械学習法
   7. パルス特性と評価用等価回路
8. 電池の性能確保に向けて
   1. 界面制御
   2. 化学修飾
   3. 安全性対策
9. 新しい材料開発のトピックス
   1. 電池の固体化
   2. 水系電池材料
   3. その他
10. おわりに