全固体電池に関する試験評価、構造解析の進め方

第1部 全固体電池開発における評価解析の進め方について

(2021年10月15日 10:00〜11:30)

　今、注目を集める全固体電解質電池の魅力と課題を紹介し、開発に必要な設備・環境及び電解質/電池設計/電池開発/工程開発に必要な評価について解説する。

1. 何故、全固体電池なのか ～期待と課題～
2. 全固体電池開発における試作・評価
   1. 試作・評価環境 (水分管理)
   2. 必要となる装置・設備
3. 全固体電池開発における評価解析
   1. 電解質評価
   2. 電極設計及び評価
      • バインダー
      • 導電材
      • 配合比
   3. 電池特性評価
   4. 全固体電池における試作工程検討
4. 全固体電池開発の課題解決に向けた取り組み
• 質疑応答

第2部 全固体電池の内部抵抗解析及び評価解析技術について

(2021年10月15日 11:40〜13:00)

　環境規制の強化やカーボンニュートラル達成のために開発が盛んに行われている全固体電池について、インピーダンス測定による内部抵抗解析事例について紹介するとともに、当社における全固体電池の評価・解析技術について解説する。

1. 全固体電池開発の課題
   1. 全固体電池とは
   2. 全固体電池の開発の課題
2. 全固体電池におけるインピーダンス測定、内部抵抗解析事例
   1. 固体電解質のイオン伝導率測定
   2. 交流インピーダンス法を用いた内部抵抗解析
   3. 対称セル法と伝送線モデルを用いたRion解析
3. コベルコ科研における全固体電池評価技術
   1. 固体電解質の最適化へのソリューション
   2. コーティング層の最適化へのソリューション
   3. 電極・セル構造の最適化へのソリューション
   4. 電池特性制御・管理の最適化へのソリューション
• 質疑応答

第3部 全固体電池の断面微細構造観察を用いたバインダーの電子染色による可視化および正極活物質の表面コーティング層のSEM観察

(2021年10月15日 14:00〜15:20)

　全固体電池の解析について、SEM分析を中心とした分析技術を紹介する。電子染色法によるバインダー成分の可視化や、正極活物質のNbコート層の分析例について解説する。

1. 全固体電池の解析法
   1. 断面SEM分析
   2. 薄膜TEM分析やその他分析例
2. SEM分析の応用例
   1. バインダーの電子染色法
   2. Nbコート層の可視化
3. その他の分析例
   1. 薄膜TEM分析
   2. LA-ICP-MS分析
   3. X線CT測定技術
4. 取得データの高度解析
   1. 機械学習を用いたセグメンテーション技術
• 質疑応答

第4部 In situ/operando透過型電子顕微鏡法による全固体電池内部のLi濃度変化について

(2021年10月15日 15:40〜17:00)

　全固体電池の電池反応は電極と固体電解質の界面近傍で起こっており、そのメカニズムを解明するためには、局所的な分析が必須である。 　本講座では、透過型電子顕微鏡内で電池を充放電させ、Li濃度や電位の変化をオペランドで観察した結果について解説する。

1. はじめに
   1. 透過型電子顕微鏡による電池解析の意義
   2. 透過型電子顕微鏡の種類と観察例
2. その場電子顕微鏡技術
   1. 試料作製法
   2. その場観察用装置など
3. 電子線ホログラフィーによる電池内部の電位分布のその場観察
   1. 電子線ホログラフィーの原理
   2. 電子線ホログラフィーによる局所領域の電位分布その場観察
4. 位置分解電子エネルギー損失分光法によるその場観察
   1. 位置分解電子エネルギー損失分光法の原理
   2. 位置分解電子エネルギー損失分光法によるLi分布、遷移元素の電子状態観察
5. まとめ
• 質疑応答