第1部 膨張抑制が期待できるナノ多孔シリコンの全固体電池への適用
(2022年10月25日 10:30〜12:00)
有機電解液が越えられない電気化学還元の課題を乗り越えることが可能な無機固体電解質を利用した全固体リチウム電池へのSi負極適用について現状と展望を解説します。
- 全固体リチウム電池の現状
- 高イオン伝導性固体電解質
- 正極活物質の酸化物被覆
- 負極活物質
- Si負極
- 充放電時に起こる体積変化
- 体積変化が引き起こす容量低下の各種モード
- 全固体リチウム電池へのSi負極膜の適用
- 硫化物系固体電解質中での充放電試験
- アモルファスSi負極膜の適用
- Siをより多く含むアモルファスSiOx負極膜の適用
- ナノ多孔構造導入による高面容量化に向けた取り組み
- 最近の取り組みと今後の展望
第2部 Si負極へのバインダー適用技術の開発
(2022年10月25日 13:00〜14:30)
バインダは活物質や導電助剤と集電体を結着し、電極を形成するために不可欠な材料である。リチウムイオン二次電池 (LIB) 用バインダとしてはPVdF系バインダやSBR系バインダが知られている。一方、次世代型LIBにおいて活用が期待されているシリコン系負極には従来用いられてきたバインダでは結着力が不足しており、サイクル劣化が大きい課題がある。
本講演では、結着力に優れた無機バインダとバインダの評価に用いられる各種評価方法について紹介する。
- リチウムイオン二次電池の市場動向と次世代LIBに向けた材料開発動向について
- 負極用バインダの開発について
- 各種バインダと評価方法
- 無機バインダを用いたシリコン負極の開発
- 今後の展望
第3部 Si負極へのリチウムプレドープ技術の開発と次世代蓄電デバイスへの応用
(2022年10月25日 14:40〜16:10)
シリコン負極は、現行のリチウム二次電池に主として用いられる黒鉛負極の10倍近くの理論容量 (約3,580 mAh/g) を有する極めて魅力的な電極材料の一つです。
本講演では、そのようなシリコン負極を使いこなすためのコツについて、鱗片状およびナノ粒子状シリコン粉末を例に挙げ、充放電サイクルの寿命向上や初期および後続サイクルにおける不可逆容量の低減など、 シリコン負極に関連する基本的課題とその解決法についてわかりやすく解説します。
また、将来期待されるハイブリッドキャパシタや次世代電池への応用展開に向けて、その基盤技術となるシリコン負極へのリチウムプレドープ法の例や注意すべきポイントを紹介します。
- 諸言 – シリコン負極の現状と課題 -
- 鱗片状シリコン – 応力緩和とサイクル寿命の向上 -
- 有機系添加剤の効果 – SEI皮膜の形成と充放電特性に及ぼす影響 -
- カーボンコーティングの効果 – 電解液分解と不可逆容量の低減1 -
- リチウムプレドーピングの利用 – 電解液分解と不可逆容量の低減2 -
- ハイブリッドキャパシタへの展開 – 動作範囲制御による長寿命利用 -
- 次世代電池への展開 – 更なる高容量・高安定動作へ向けた取組み -
- 新規リチウムプレドープ法 – リチウム源溶液の開発 -
- 総括
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