リチウムイオン電池 電解液の開発動向と高機能化

第1部 リチウムイオン電池電解液の役割と開発動向

(2012年8月6日 13:00〜14:40)

　モバイル用LIBの更なる発展と動力用への展開に対して生じる問題を分析し、電解液がどのように役割を果たせばよいかについてLIBの工業的見地から考察したことを講義する。

1. リチウムイオン二次電池 (LIB) の技術のおさらい
   1. 動作原理について、電解液の役割
   2. 材料技術、電解液との関わり
   3. 製造技術、電解液との関わり
   4. LIBの商品に対する要求特性と電解液の影響について
2. LIB用電解液
   1. 電解液溶媒の性能とイオン伝導性、電池特性との関係
   2. LIBの劣化
      • 電位窓
      • 電解液構成物質の還元反応
      • 酸化反応
      • SEI形成反応メカニズム
      • 劣化要因
   3. 電解液と電極構造
   4. 電解液と他材料
   5. 電解液をどう評価するか
3. LIBの将来展望
   1. 高容量化、高出力化と電解液技術
   2. 長寿命と電解液技術
   3. 電解液の高性能化
4. まとめ
• 質疑応答

第2部 イオン液体のリチウムイオン電池 電解液への適用とその可能性

(2012年8月6日 14:50〜16:30)

　イオン液体は不揮発性で安全でありつつ、電池用の溶媒のように電解質塩を溶解させることが可能である。カチオンとアニオンをうまく選定すれば、酸化側の作動電位を拡大することも可能である。よって、リチウムイオン電池の安全かつ高電圧作動タイプの電解液として、イオン液体が期待されている。これまでは負極側での還元安定性に問題があったが、我々が開発したFSIアニオンを用いたイオン液体電解液によって正負極両方の安定性が確保され、実際の電池への適用が可能となった。 　本講座では、このイオン液体電解液がなぜ完全可逆充放電をもたらすのかを説明し、高粘度であってもレート特性が優れる理由や他の優位性を解説し、将来型電解液としてのイオン液体の可能性を展望する。

1. イオン液体とは
   1. イオン液体の特徴
   2. 電池用イオン液体の構成
2. FSI系イオン液体の登場
   1. FSI系の特徴
   2. 画期的な負極反応可逆性
   3. 特徴的な低抵抗界面
3. FSIイオン液体中の電池電極反応
   1. 負極反応
      1. 炭素負極
      2. シリコン系負極
      3. 負極界面の特徴
   2. 正極反応
      1. 3元系正極
      2. スピネル系正極
      3. 正極の優れたレート特性
   3. フルセル反応
   4. FSI系の特殊なイオン環境
4. まとめ
• 質疑応答