固体電解質を用いた全固体リチウム二次電池の研究開発が活発に進められている。本電池は可燃性の有機電解液を不燃性の固体電解質に置き換えるものであるが、その実現には有機電解液の使用を前提としたこれまでの電池技術だけでは不十分であり、固体電解質の利用に基づく新たな電池技術が必要となる。特に電池反応が進行する電気化学界面は、固体の電極と固体の電解質の接合となるため、全く新しい観点からその形成に取り組まなければならない。
本講演では、現行のリチウムイオン電池の課題を含め、全固体化が求められる背景を述べ、その後、有機電解液を使用した従来の電池と異なる点を明確にしながら、必要とされる材料や電池の設計を具体例と共に解説する。また、その用途展開と実用化における課題ついても市場動向を踏まえながら言及する。
- 二次電池の基礎
- 電池の構成部材と役割
- エネルギー密度と出力密度
- 充放電反応とは
- 全固体リチウム二次電池の必要性
- リチウムイオン電池の現状と課題
- 全固体化のメリットと可能性
- 全固体リチウム二次電池の構成
- 固体電解質の種類と特徴
- 有機電解液との比較
- 固体電解質の合成例 (着目点)
- 適用できる電極材料
- 界面設計技術
- 電極と固体電解質の組み合わせ
- 界面形成における課題
- 中間層の形成
- 各種接合プロセス
- 固体電解質に適した電極活物質の設計
- 疑固体電解質の設計と応用
- 構造化技術
- 三次元構造化の有効性
- バイポーラ構造のメリット
- 全固体リチウム二次電池の用途展開
- 電池の市場
- 用途と要求性能
- 環境デバイスとしての重要性
- ライフサイクルアセスメント
- 実電池作製上の課題
- 展望とまとめ
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