リチウムイオン電池材料の開発動向と安全性・寿命解析技術

リチウムイオン電池 (LIB) ビジネスは、その高エネルギー密度、高電圧、安全性素養を活かし、携帯機器の小型・軽量化、高機能化 (利便性の追求) を目的とした絶え間ない技術開発により 飛躍的伸長を成し遂げ、コスト低下も実現しつつあり、今後、電気自動車、家庭用蓄電、グリッドへの適用など更なる発展が見込まれています。 　現在、高エネルギー密度を訴求する材料開発と急速充電、寿命、安全を訴求する開発の2軸の開発が進んでおり、そのキーとなるのが材料開発です。本講座では、実用化の観点での次世代電池材料の開発指針を議論するとともに、LIBの安全・寿命に関する基本的な考え方、寿命 (SOH) 推定から得られる劣化メカニズム推定、階層別安全性開発における材料の位置づけなどを解説します。また、「より長く、より安全」を目指した制御の考え方など、今後の材料開発に参考となるトピックスなども交えます。

1. リチウムイオン電池開発概観
   1. 何故、リチウムイオン電池なのか?
   2. リチウムイオン電池の高エネルギー密度競争の弊害
   3. リチウムイオン電池材料の市場、コスト
   4. リチウムイオン電池開発ロードマップ
2. 先進・次世代リチウムイオン電池材料
   1. Wh/lの実現に向けた材料開発
   2. 正極材料の開発指針
   3. 負極材料の開発指針
   4. バインダー、導電材、電解液への要求
   5. Liプリドープ技術
1. 全固体電解質電池
   1. 全固体電解質電池の魅力
   2. 全固体電解質電池の実用化における構成材料への要求事項
3. リチウムイオン電池における寿命解析
   1. リチウムイオン電池の劣化について
   2. リチウムイオン電池の信頼性評価・劣化解析概要
   3. リチウムイオン電池の2つの劣化メカニズム
   4. リチウムイオン電池の寿命解析
   5. 反応偏在の寿命影響
   6. 長寿命化に向けた新たな材料開発方向性の提言
4. リチウムイオン電池の安全性
   1. リチウムイオン電池の安全性概要
   2. 内部短絡系安全性評価
   3. 階層別安全性開発の重要性 (材料、部材、電極、セル)
      1. 階層別安全性開発概要
      2. 材料からの安全性改善へのアプローチ
      3. 部材からの安全性改善へのアプローチ
      4. 大型化による安全性影響検証
   4. 経年劣化時における安全性
5. モジュール、パック化におけるトピックス
   1. 熱マネージメント
   2. 類焼をどう考えるか?
   3. バイポーラ構造