全固体リチウム電池の基礎と最近の研究動向

各国の自動車産業では、ガソリン車から電気自動車へのシフトが急速に進められています。電気自動車ではエンジンに代わり、電池特性が自動車の性能や市場価格に直結します。例えば電池のエネルギー密度は自動車の航続距離を左右し、加速性能は電池の出力特性がカギとなります。他にも安全性を含め、優れた特性の蓄電池の開発が急務となっています。最も有望な蓄電池のひとつが全固体リチウム電池です。全固体電池では、高い安全性・信頼性だけでなく、固体電解質を用いることで初めて発現する、従来の電池では得られなかった様々な特性が期待されます。 　本講演では、現在知られている固体電解質材料をいくつかご紹介いたします。更に、全固体電池における高容量電極材料の充放電挙動や、固体電解質材料の新たな設計指針など、私が現在取り組んでいる研究内容についても簡単にご紹介いたします。

1. はじめに
   1. 現行のリチウムイオン電池の特長と課題
   2. 全固体リチウム電池と現行のリチウム電池との違い
   3. 電池の全固体化によるメリット
   4. リチウム全固体電池の構造・実験室レベルでの作製で必要な設備
   5. 全固体電池の開発における注意点
   6. 全固体電池における、電極界面制御
   7. 本当に全固体電池が優れているのか?
   8. 最近の研究動向、産業界の動向も併せて
2. 主なセラミックス固体電解質 ～イオン伝導機構およびこれらを用いた全固体電池の特性～
   1. ハロゲン化物系～世界で初めて実用化された固体電解質～
   2. 酸化物系～究極の全固体電池の構築～
   3. 硫化物系～最も高いLi+イオン伝導度が発現～
   4. 水素化物系～最近発見された材料系～
3. 全固体電池への高容量負極材料の応用
   1. 現在知られる高容量負極材料
   2. 体積変化抑制に向けた負極材料開発
   3. 全固体電池におけるSiおよびSiOx薄膜の充放電挙動
   4. 全固体電池におけるSn粉末負極の充放電特性
4. Liフリー化合物をベースした、高速ゲストLi+伝導体開発
   1. KI、NaIをベースとした固体電解質開発
   2. アルカリハライド中のLi+伝導機構
   3. 高速ゲストLi+伝導体を用いた全固体電池の試作状況
   4. 更なる伝導度向上に向けて