全固体電池の材料・構造・製造技術と研究開発動向

「脱炭素」をキーワードに化石燃料中心社会からの脱却が求められています。電池はそれを実現するためのキー技術の一つです。昨今は「全固体電池」に多くの関心が寄せられており、国内外で精力的に研究開発が進められています。既に硫化物系全固体電池ではマクセル 株式会社 やカナデビア 株式会社 、酸化物系全固体電池でもTDK 株式会社 や日本特殊陶業 株式会社 より製品化されています。また、電動車用の大容量の全固体電池に関して自動車企業をはじめとして、実用化への動きも散見されます。 　本セミナーでは、全固体電池のこれまでの取り組みを含めて最新の研究開発動向を解説したいと思います。

1. 序論:二次電池・全固体電池を巡って
   1. 背景:市場予測・近年のニュース・関連メーカの動き等
   2. 固体電解質開発史
      1. 固体電解質が備えるべき要件
      2. 各固体電解質の種類と特徴
   3. 完成形の全固体電池を巡る概況
      1. エネルギー密度とリコール件数の関係 (民生用LiBを例に)
      2. 全固体電池開発の各社の取り組み
      3. 完成形としての全固体電池の特徴
2. 固体電池の分類と定義および代表的な各メーカ
   1. 全固体電池
   2. 半固体電池
   3. 全樹脂電池
   4. ポリマー電池
3. 全固体電池の課題
   1. 電解液系電池 (LiB) との比較から
4. 全固体電池の研究開発
   1. 硫化物系固体電解質
      1. 硫化物系全固体電池の課題抽出
      2. 正極材料開発
      3. 正極材料の界面制御と表面処理技術開発
         • Al表面処理によるアプローチ
         • 黒鉛負極との組み合わせ
         • 正極の改良〜LiAlO2被覆NCM〜
         • 各部材項目ごとの主な使用材料
           • 正極、負極
           • 固体電解質
           • セル
      4. 次世代高容量材料開発現況
         1. 硫黄正極
         2. 5V級正極
   2. 酸化物系固体電解質
      • 固体電解質の機械特性・ヤング率
      • 酸化物固体電解質の種類と特徴
      • 酸化物系固体電解質の課題
   3. ハロゲン系固体電解質
   4. 有機固体電解質
      • 有機固体電解質の課題と解決アプローチ
5. 全固体電池の製造プロセス
   1. 硫化物系全固体電池の製造工程
      • 湿式塗工
      • ロールtoロール
      • 乾式加圧成型
   2. 酸化物系全固体電池の製造工程
      • グリーンシート法
      • スクリーン印刷法
   3. 製造法の実例〜バインダーの活用〜
   4. 硫化物系固体電解質の取り扱い (耐水性) 改善事例
   5. 全固体電池の構成材料:
      • 集電体・タブ端子・外装ケース等の金属材料も含む
6. 半固体電池の研究開発
   1. 半固体電池の研究開発事例
   2. 半固体電池の製品例・用途
      • クレイ電池の特徴と用途
      • 柔粘性イオン結晶の固体電池への応用
      • 全樹脂電池の研究開発
7. ポリマー電池の研究開発
   1. ポリマー電池の概要・背景
      • ゲルポリマー電解質
   2. ポリマー電池の特性 (特徴)
8. 今後の課題と展望
   1. 全固体電池の課題 (私見)
   2. 今後の展望 (私見)
   3. 今後の研究開発指針
• 質疑応答