全固体リチウムイオン電池の開発動向と性能向上技術

第1部 大型リチウムイオン電池に向けた固体電解質の開発動向

(2012年1月24日 11:00～12:30)

　大型のリチウムイオン電池の場合、電池の安全性確保が非常に重要となる。 　しかし、有機電解液を使用している現在の電池の安全性は高いということはできない。 　有機電解液は可燃性であり蒸気圧も高いので、電解質をより安全なものに変えていくことが求められている。 　本講座では、電解液に替わる固体の電解質を用いた電池に関する状況について述べる。 　特に電気自動車などで要求される大型電池に用いた場合の意義やどのようにして電池を作製するのかについて解説する。

1. エネルギー有効利用
2. エネルギー変換戦略
3. スマートグリッド
4. 電気自動車
   1. ハイブリッド車
   2. プラグインハイブリッド車
   3. 電気自動車
5. リチウムイオン電池
6. 新型電池
7. 固体電解質
   1. 高分子固体電解質
   2. セラミックス系固体電解質
8. 固体電池のエネルギー密度
9. 固体電池の界面形成
10. 硫化物系固体電解質
11. 酸化物系固体電解質
12. 三次元電池、電池の構造化
13. 全固体バイポーラ電池
• 質疑応答

第2部 無機固体電解質を用いた全固体二次電池の高出力化・高容量化

(2012年1月24日 13:20～14:50)

　エコカーの普及に伴い、高エネルギー密度二次電池の重要性が高まっている。 　その安全性や信頼性を飛躍的に向上させるには、蓄電池の全固体化が有効であることが広く認識されている。 　ここでは、硫化物系高リチウムイオン伝導ガラスセラミックスを電解質として用いた全固体リチウム二次電池について紹介し、その電池の高出力化、高容量化について展望する。

1. はじめに
   1. 無機系全固体電池とは
   2. 無機系固体電解質材料の基礎
2. 硫化物固体電解質材料
   1. 高イオン伝導ガラスの開発
   2. 高リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスの創製
3. 無機ガラスベース固体電解質を用いた全固体リチウム二次電池
   1. 全固体電池の基本構成
   2. 全固体リチウム二次電池の充放電特性
4. 全固体電池の高出力化
   1. 活物質-固体電解質界面の構築
   2. 電極活物質のコーティング効果
5. 全固体電池の高容量化
   1. 合金系負極材料のメカノケミカル合成
   2. 硫黄系正極材料のメカノケミカル合成
6. おわりに ～ まとめと展望 ～
• 質疑応答

第3部 全固体リチウムポリマー電池の製作法と電極/電解質界面評価

(2012年1月24日 15:00～16:30)

　電気自動車の車載電源としてリチウムイオン電池が注目されているが、実現のためには既存電池に対して安全性と容量・出力の格段の向上が求められている。固体電解質を採用した全固体電池は、安全性の担保と高容量化を同時に実現すると期待されているが、低いイオン導電性が高出力化を阻んでいる。また、全固体電池の電極|電解質界面の設計も必要と認識されている。その点で、ポリマー電解質を用いた全固体型リチウムポリマー電池は、電極と電解質の界面接着性が良好であるため、実現にもっとも近い全固体型電池と考えることができる。 　本講演では、汎用ポリマー電池を使った全固体電池の特性評価結果を中心に、界面現象の特徴を説明する予定である。

1. 研究背景
2. 固体ポリマー電解質
   1. ポリマーの熱物性と電位窓
   2. ポリマーイオン導電性
3. リチウムポリマー電池の製作
   1. 有限要素法によるシミュレーション
   2. ポリマー電解質とセラミックス電極のコンポジット化
4. リチウムポリマー電池の電気化学特性
   1. 充放電特性
   2. 界面反応の評価法
5. 総括
• 質疑応答