本セミナーでは、シリコン系、スズ系、合金系等の負極材料およびリン酸鉄系、コバルト系、硫化物系等の正極材料について、高容量化を達成するためのアプローチと開発事例について詳解いたします。
(2018年9月7日 10:00〜11:30)
リチウムイオン電池の全固体化は、これまで携帯機器の電源として普及してきたリチウムイオン電池の信頼性を大幅に向上させ、車載用・定置用への道を開くものと期待されている。さらに電池の全固体化はこのような信頼性の向上にとどまるものではなく、高い潜在能力を持ちながらも有機溶媒電解質系では安定に動作することのない活物質の採用を可能とするものである。本講座では固体電解質の採用により高い理論エネルギー密度の達成を可能なものとすると考えられているいくつかの電極材料を紹介する。
(2018年9月7日 12:10〜13:40)
本講演ではリチウム電池の負極材料の現状について触れた後、現在知られている高容量負極材料と課題について触れます。電池の全固体化の必要性について講演した後、全固体リチウム電池における、高容量負極の充放電特性について、最近得られた結果をいくつか発表いたします。Siと固体電解質の界面は電気化学的に極めて良好であり、SiやSnを用いることで、高容量なだけでなく、高出力特性を兼ね備えた電池の設計を可能にします。全固体電池においてSn負極は、従来のナノコンポジットのような特別な構造でなくても、市販品の粉末で十分動作することがわかってきています。またサイクルを繰り返すことで、むしろ出力特性が向上する結果が示唆されており、この結果を微細組織の変化と併せて講演いたします。
(2018年9月7日 13:50〜15:20)
水素化マグネシウムは、エネルギー材料の観点では、水素貯蔵材料として注目されてきた物質である。しかし、近年コンバージョン反応と呼ばれる水素化リチウム生成反応を通して2000mAh/g以上の容量を示す負極特性を示すことが示された。この時の反応電位は、Li/Li+に対して、0.5V程度で負極材料として期待される。本講座では、水素化マグネシウムの全固体リチウムイオン電池負極特性について、最新のデータも含めて紹介したい。
(2018年9月7日 15:30〜17:00)
電気自動車の普及に向けて、より安全で信頼性の高い次世代蓄電池の出現が強く望まれている。硫化物型全固体リチウム二次電池は、とりわけ実用化に向けての研究が加速している次世代電池系である。ここでは、まず硫化物型全固体電池の特徴と最近の研究動向について紹介し、結晶、ガラス、ガラスセラミック電解質の電気的性質、機械的性質、大気安定性について説明する。また、リチウムイオン電池を全固体化する際の課題や対策について、固体 – 固体界面構築やプロセス探索を中心に説明する。さらに、次世代全固体電池としての高容量リチウム – 硫黄系全固体電池を紹介し、その将来展望について述べる。