二次電池の材料に関する最新技術開発

〜リチウムイオン電池，全固体電池，次世代蓄電池の高効率化や長寿命化，安全性を支える〜

1.LIBの安全性の問題
2.全固体電池への期待と問題点

第2節 炭酸処理によるNCA正極スラリーの中和と作用メカニズム

1.炭酸ガスの圧力と水系スラリーのpHの関係
2.水系スラリーの加圧炭酸処理
　　2.1 電極特性への影響
　　2.2 炭酸処理の作用機序に関する考察
3.PVdF系バインダを用いたNCAスラリーのゲル化抑制


第3節 水系バインダーに適用可能な正極のための表面コーティング

1.正極材料粒子へのコーティング
2.NCA正極材料へのTiOx/ Li2CO3コーティングによる耐水性の検討
3.NCA正極材料へのLi3PO4コーティングによる耐水性の検討


第4節 ピコ秒パルスレーザーを用いて作製された穴あき電極によるリチウムイオン二次電池の特性向上

1.電極の作製とレーザー加工
2.穴あきLiFePO4正極/Graphite負極を用いたラミネート電池における出力特性及び充放電メカニズムの解析
3.厚塗り穴あき電極の作製及び出力特性の検討 [4]
4.穴あきLFP/ACハイブリッド電極の作製によるLiFePO4正極の出力特性の向上
5.穴あき加工を施したGraph電極におけるLi+イオンプレドープ反応の高速化


第5節 有機リチウムイオン二次電池の新展開

1.カーボンナノチューブの利用・バッキーペーパー正極のOLIB
　　1.1 ポリマー系有機活物質のバッキーペーパー正極のOLIB
　　1.2 低分子量系有機活物質のバッキーペーパー正極のOLIB
　　1.3 トリオキソトリアンギュレン中性ラジカルを用いたバッキーペーパー正極のOLIB
2.有機活物質と二次元炭素材料を複合化させた正極のOLIB
　　2.1 GDYによる有機結晶のラッピング
　　2.2 トリオキソトリアンギュレン中性ラジカルの真空蒸着膜を用いたOLIB


第6節 有機二次電池用正極材料の特徴と性能評価
〜ポリチオンの有機硫黄ポリマ?材料〜

1.材料の特徴
　　1.1 電池反応機構
　　1.2 合成・製造方法
2.性能試験・評価データ
　　2.1 電池反応
　　2.2 構造評価
　　2.3 X線吸収端(XANES)測定による電池反応評価
3.他構成部材と組み合わせ
　　3.1 リチウムイオン電池
　　3.2 ポストリチウムイオン電池
4.さらなる展開
　　4.1 機能向上
　　4.2 応用
　　4.3 光電池の可能性


第7節 蓄電デバイスの高エネルギー密度化に向けた犠牲正極材の取り組みとその可能性

1.犠牲正極材
2.リチウムイオンキャパシタへの適用
3.プレドープシート


第8節 酸化還元活性な金属イオンと有機配位子からなる金属有機構造体を正極活物質とする蓄電池の開発

1.酸化還元活性な有機活物質を利用した蓄電池
　　1.1 有機蓄電池
　　1.2 金属有機構造体
2.DS-MOFとAzo-MOFを正極活物質とした蓄電池
　　2.1 DS-MOFの充放電反応機構解明および構造的特徴と電池特性との相関
　　2.2 Azo-MOFを正極活物質としたSIBとLIBの電池特性および充放電反応機構の比較

第1節 リチウム系電池の負極材料

1.負極の容量密度と電池へのインパクト
2.炭素系負極
3.シリコン系および混合系負極
4.チタン系負極
5.リチウム金属負極
6.革新電池の負極


第2節 EV普及のカギとなるLiB部材開発」負極編

1.LIB負極材料の開発状況
　　1.1 LIB負極材料の種類と代表特性
　　1.2 負極材の高エネルギー密度化
　　1.3 負極材の高入出力化
　　　　1.3.1黒鉛負極の高入出力化
　　　　1.3.2 LTO負極での高入出力化
2.まとめと今後


第3節 リチウムイオン電池用チタン酸化物負極材料の現状とH2Ti12O25の高容量化

1.リチウムイオン電池用チタン酸化物
　　1.1 Li4Ti5O12(LTO)
　　1.2 TiO2(ルチル、アナターゼ、ブロンズ型)
　　1.3 TiNb2O7(TNO)
　　1.4 H2Ti12O25(HTO)
2.HTOについて
　　2.1 HTOの微粒子化への新たなアプローチ
　　2.2 HTO球状ナノ粒子の充放電特性


第4節 ナノ多孔構造の導入によるSi負極の高安定動作の実現について

1.充放電時に体積変化を経験する負極活物質の課題
　　1.1 不安定な固体電解質界面相(Solid Electrolyte Interphase, SEI)保護膜
　　1.2 活物質材の微粉化
2.充放電時に体積変化を経験する負極活物質のサイクル安定化
　　2.1 有機電解液に替えて無機固体電解質を用いた取り組み
　　2.2 活物質材にナノ多孔構造を導入した取り組み

第5節 無機ケイ酸系バインダを被覆したシリコン負極とシリコン-グラファイト混合負極の開発

1.古くて新しい無機ケイ酸系バインダ
2.無機ケイ酸系バインダを被覆したシリコン負極の開発
3.無機ケイ酸系バインダを被覆したSi-グラファイト混合負極の開発


第6節 硫黄系負極材（SPAN）の適用によるリチウムイオン二次電池の長寿命化・作動温度域拡大・高安全化

1.SPANの負極活物質としての可能性
2.SPAN負極を適用したLIBの充放電特性
3.SPAN負極を適用したLIBの作動温度域
4.SPAN負極を適用したLIBの発火安全性

◇第５章　全固体電池用の固体電解質の材料設定と充放電地特性向上◇

第1節 固体電解質採用による高信頼性電池への可能性

1.全固体化への期待
2.リチウムイオン伝導性固体電解質
3.硫化物系固体電解質電池における正極界面抵抗低減
4.リチウムイオン電池を超える性能に向けて
5.酸化物型全固体電池への挑戦


第2節 全固体電池の界面制御による電池性能の向上

1.清浄な電極?電解質界面で普遍的に実現する低い界面抵抗
2.5V級正極LiNi0.5Mn1.5O4を用いた全固体電池における低抵抗界面と高速充放電
3.5V級正極LiNi0.5Mn1.5O4を用いた全固体電池における電池容量増大
4.5V級正極LiNi0.5Mn1.5O4を用いた全固体電池におけるアニール処理による電池性能の回復
5.界面抵抗の結晶方位依存性: LiNi0.5Mn1.5O4(001)と(111)の比較
6.5V級正極LiCo0.5Mn1.5O4を用いた全固体電池における界面抵抗の緩和現象


第3節 全固体電池の正極と固体電解質との界面抵抗を軽減する試み

1.正極と固体電解質界面の基本原理
2.正極と様々な固体電解質との界面形成の試み
　　2.1 正極と高分子型電解質
　　2.2 正極と硫化物型固体電解質
　　2.3 正極と酸化物型固体電解質
3.固体電解質複合体界面の設計と最適化


第4節 ガラスセラミックスによる固体電解質材料について

1.リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスについて
2.リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスの空気電池用電解質としての応用
3.焼結法にて製造したガラスセラミックス電解質
4.ガラスセラミックス添加によるリチウムイオン電池の特性向上
5.全固体電池用電解質としての材料開発


第5節 硫黄系活物質（SPAN）を用いた固体系リチウム−硫黄二次電池の特性

1.SPAN正極と硫化物系固体電解質から構成される固体系Li-Sセル
2.SPAN正極とポリマー系固体電解質から構成される固体系Li-Sセル


第6節 NASICON型リチウムイオン伝導体の界面・粒界構造とイオン伝導性

1.NASICON型リチウムイオン伝導体
2.NASICON型固体電解質の表面近傍における構造と組成変調
3.NASICON型固体電解質の湿度依存性
　　3.1 インピーダンスの湿度依存性
　　3.2 粒界構造
　　3.3 湿度によるイオン導電率の変調の機構


第7節 酸化物系固体電解質LLTOの高性能化について

1.作製方法
2.機械的特性
3.イオン伝導度
4.次世代リチウムイオン電池への適用可能性
5.リチウム空気電池の電池特性


第8節 塩化物イオンまたは臭化物イオンが移動する革新的全固体電池

1.ハロゲン化物イオン移動型電池に関する報告
　　1.1 フッ化物イオン移動型電池の現状
　　1.2 塩化物イオン、臭化物イオン移動型電池のメリット
2.全固体ハロゲン化物イオン電池の現状
　　2.1 固体電解質（塩化物イオン伝導体、臭化物イオン伝導体）の現状
　　2.2 全固体塩化物イオン電池の開発
　　2.3 全固体臭化物イオン電池の開発


第9節 磁場勾配NMRによるセパレータ微多孔中のイオン拡散挙動の評価

1.PGSE-NMRによる拡散係数の測定
2.リチウムイオン二次電池セパレータ中のイオン拡散挙動評価
　　2.1 リチウムイオン二次電池セパレータ
　　2.2 PGSE-NMRにより得られる情報
　　2.3 孔構造の異方性の影響
　　2.4 孔構造の空間分布の影響
　　2.5 多層セパレータ界面の影響

第1節 正極用スタンダードバインダーとしてのPVDF

1.リチウムイオン電池用バインダーに求められる要件
　　1.1 混錬時の分散補助と分散質の保持
　　1.2 塗工時の粘性確保、塗工直後の活物質層の厚さコントロール
　　1.3 接着と結着
　　1.4 プレス時の粒子の滑り補助と粒子の移動先での保持
　　1.5 イオン伝導性と電気伝導性
2.なぜリチウムイオン電池はPVDFを使って来たのか
　　2.1 PVDFの特性
　　　　2.1.1 機械的強度
　　　　2.1.2 接着性
　　　　2.1.3 化学的安定性
　　　　2.1.4 電気化学的安定性
　　　　2.1.4 有機溶媒への溶解性
　　　　2.1.5 電解液膨潤性
3.バインダーとしてのPVDF性能に影響を与える性質
　　3.1 分子量
　　3.2 コポリマー
　　3.3 官能基
4.市販品PVDF
　　4.1 乳化重合
　　4.2 懸濁重合
　　4.3 サプライヤー別の特徴
　　4.4 供給能力


第2節 リチウムイオン電池用バインダーと全固体電池用バインダーとの比較

1.バインダーを切り口とした全固体電池
　　1.1 全固体電池でのバインダーの出番
　　1.2 塗工用溶媒に適したバインダーが必要
　　　　1.2.1 正極バインダーへの要求特性
　　　　1.2.2 負極バインダーへの要求特性
　　　　1.2.3 固体電解質層バインダーへの要求特性
2.固体電解質によって異なる要求特性
　　2.1 硫化物系固体電解質のバインダー
　　2.2 酸化物系固体電解質のバインダー
　　2.3 樹脂系固体電解質のバインダー
3.他の電池系のバインダー
　　3.1 金属硫黄電池のバインダー
　　3.2 金属空気電池のバインダー
　　3.3 ナトリウムイオン電池のバインダー


第3節 リチウムイオン二次電池正極用水系バインダーの最前線

1.正極用バインダーの種類と特徴
2.正極用水系バインダーによる高電位下での寿命特性改善
3.正極用水系バインダーによる優れたサイクル特性の実現


第4節 リチウムイオン電池負極バインダーの過去、現状、未来

1.電極用バインダーの役割
　　1.1 プロセス材料としての役割
　　1.2 電池構成部材としての役割
2.負極バインダー
　　2.1 負極バインダーの役割
　　2.2 溶剤系負極バインダー
　　2.3 水系負極バインダー
　　2.4 水系負極バインダーの高機能化
　　　　2.4.1 サイクル特性向上
　　　　2.4.2 低抵抗化


第5節 負極用高分子バインダー材料の合理的分子設計戦略

1.BIAN（ビスイミノアセナフテン）型共役系高分子バインダー
2.高分子化イオン液体バインダー
3.シリコン系負極用自己修復型高分子バインダー


第6節 ゴム硫黄系正極材料に適したバインダと集電体の検討

1.ゴム硫黄系正極材料の合成
2.ゴム硫黄系正極用バインダ検討
3.ゴム硫黄系正極用集電体の検討
4.ゴム硫黄系/一酸化ケイ素（SiO）全電池の温度特性
5.ゴム硫黄系/SiO電池の60℃, 5C率充放電試験
6.ゴム硫黄系/SiO電池の釘刺し試験


第7節 セルロースナノファイバー複合バインダの開発とNCA正極の高温耐久性

1.セルロースナノファイバー （CeNF）バインダの開発
2.CeNFを複合化したPVdF系バインダの開発

第1節 リチウムイオン電池に用いられる導電性カーボンブラック

1.導電性カーボンブラックとは？
　　1.1 導電性カーボンブラックの構造
　　1.2 導電性発現機構
　　1.3 導電性カーボンブラックの種類とケッチェンブラックの構造・特徴
2.導電性カーボンブラックのニューパワーソースへの応用
　　2.1 リチウムイオン電池分野
　　2.2 その他のニューパワーソース分野（電気二重層キャパシタ）への応用


第2節 次世代リチウムイオン電池向け材料としての長尺多層カーボンナノチューブの可能性

1.電池材料としての多層長尺カーボンナノチューブ
　　1.1.CNTの特徴・製造方法
　　1.2 長尺多層CNTの仕様
2.多層長尺CNTの分散液の加工について
　　2.1 多層長尺CNTの分散
　　2.2 分散剤・分散溶媒の選定
　　2.3 LiB向け分散液と分散法および分散機
　　2.4 湿式微粒化法による分散液加工
3.リチウムイオン電池負極への適用
　　3.1 Ｓi系負極に対する多層長尺カーボンナノチューブの効果の検討
　　3.2 負極材への配合とコイン電池による評価例
　　3.3 負極材への適用のまとめと考察
4.正極（マンガン酸リチウム）への適用
　　4.1 カーボンナノチューブの正極への適用の経緯
　　4.2 集電体とCNTの界面の問題
　　4.3 長尺CNT接触によるマンガン酸リチウムによる反応過電圧の低減の可能性


第3節 TUBALL単層カーボンナノチューブ?リチウムイオン電池への展開

1.負極への展開
2.正極への展開


第4節 リチウムイオン二次電池用「グラフェン分散液」の開発と添加効果

1.ADEKAのグラフェン分散液
2.グラフェン分散液のLIB用正極への適用効果 〜レート特性の改善〜
3.グラフェン分散液のLIB用正極への適用効果 〜低抵抗化〜
4.グラフェン分散液のLIB用正極への適用効果 〜3 Ahフルセル評価〜
5.グラフェン分散液のLIB用負極への適用効果


第5節 新しい「球状カーボン材料」の特性とリチウムイオン電池材料としての可能性

1.実験方法
　　1.1 試料の合成
　　1.2 試料の分析
　　1.3 電気化学的測定
2.実験結果と考察


第6節 硫黄修飾グラフェンの合成とバッテリー部材への応用

1.一般的な硫黄修飾グラフェンの合成
　　1.1 酸化グラフェンへの含硫黄官能基の化学修飾
　　1.2 含硫黄有機化合物を用いた高温での合成
　　1.3 ハイブリッド型の高温合成
2.硫黄修飾グラフェンのバッテリー応用
　　2.1 リチウムイオンバッテリーの負極材料
　　2.2 ナトリウムイオンバッテリーの負極材料
　　2.3 カリウムイオンバッテリーの負極材料
　　2.4 金属酸化物クラスターとの複合体とリチウムイオンバッテリーの正極材料

第1節 リチウムイオン電池セパレータの現状と今後の課題について

1.LIB用セパレータの種類と製法
　　1.1 不織布/特殊紙
　　1.2 微多孔膜
　　　　1.2.1 ポリオレフィン湿式法・乾式法
　　　　1.2.2 溶液キャスト法
　　　　1.2.3 微多孔膜の多層化
　　　　1.2.4 コーティングによる多層化
2.電池性能・安全性とセパレータ物性
3.LIBの技術開発動向
　　3.1 LIB高容量化・高エネルギー密度化/低コスト化・LiFePO4(LFP)の正極回帰
　　3.2 LIB高レート(大電流放電)化・急速充電化
　　3.3 電池セル形状の大判化
　　3.4 LIBの新製法・新構造セル
4.LIB用セパレータの課題とその技術開発動向
　　4.1 LIB高エネルギー密度化関連
　　　　4.1.1 セパレータの薄膜・高強度化(物理的内部短絡抑制)
　　　　4.1.2 セパレータの厚み方向の圧縮性コントロール
　　　　4.1.3 セパレータの耐酸化性
　　4.2 LIB高レート(大電流放電)化・急速充電化関連
　　　　4.2.1 セパレータの高透過性化
　　4.3 LIB高安全化・高寿命化関連
　　　　4.3.1 セパレータの低シャットダウン温度化
　　　　4.3.2 セパレータの高メルトダウン温度化1(共押出技術を用いた多層化)
　　　　4.3.3 セパレータの高メルトダウン温度化2(コーティング技術を用いた多層化)
　　　　4.3.4 セパレータの高メルトダウン温度化3(その他)
　　　　4.3.5 電気化学的内部短絡(金属デンドライト成長)抑制
　　4.4 大判化セル対応(電極への接着性付与)
　　4.5 その他
　　　　4.5.1 セパレータの濡れ性
　　　　4.5.2 次世代電池向け

第2節 リチウムイオン電池の高安全化に寄与するポリオレフィン微多孔膜セパレータの最新技術

1.ポリオレフィン微多孔膜の種類と製法
　　1.1 湿式法
　　　　1.1.1 湿式二成分法
　　　　1.1.2 湿式三成分法
　　1.2 乾式法
　　1.3 多層微多孔膜
2. ポリオレフィン微多孔膜の物性・特性
　　2.1 細孔構造と透過性
　　2.2 機械的強度
　　2.3 熱寸法安定性
　　2.4 シャットダウン温度・メルトダウン(熱破膜)温度
3. LIBの技術開発動向
4. LIBセパレータ向けポリオレフィン微多孔膜の技術開発動向
　　4.1 LIB高エネルギー密度化に向けた微多孔膜の薄膜・高強度化(物理的内部短絡抑制)
　　4.2 LIB高レート(大電流放電)化・急速充電化に向けた微多孔膜の高透過性化
　　4.3 LIB高安全化・高寿命化関連
　　　　4.3.1 低シャットダウン温度化
　　　　4.3.2 共押出技術を用いた多層微多孔膜による高メルトダウン(熱破膜)温度化
　　　　4.3.3 微多孔膜の架橋による高MD温度化
　　　　4.3.4 電気化学的内部短絡(金属デンドライト成長)抑制
　　4.4 その他

第3節 ポリエチレン微多孔膜セパレータへのコーティングによる機能付与

1.耐熱層コートポリエチレン微多孔膜
2.ドライ接着層コートポリエチレン微多孔膜
3.ウェット接着層コートポリエチレン微多孔膜
4.電解液含浸性向上


第4節 セルロースナノファイバーの切断およびブロック共重合反応による分散性向上

1.セルロースの機械的破壊により生成するラジカル種
　　 1.1 バクテリアセルロース（BC）の機械的破壊により生成するラジカル種
　　1.2 微結晶セルロース（MCC）の機械的破壊により生成するラジカル種
2.セルロースの機械的破壊によって生成するイオン種
　　2.1 MCCの機械的破壊によって生成するイオン
3.ラジカル重合によるセルロースブロック共重合体の合成
　　3.1 ラジカル重合によるBC-PMMAブロック共重合体（BC-b-PMMA）の合成
　　3.2 ラジカル重合によるMCC-PMMAブロック共重合体（MCC-b-PMMA）の合成
4.カチオン重合によるMCC-PIBVEブロック共重合体（MCC-b-PIBVE）の合成


第5節 不織布セパレータについて

1.不織布セパレータのリチウムイオン電池への適用
2.不織布セパレータの製法および特徴


第6節 塗工タイプの不織布セパレータと安全性について

1.セパレータによる安全性対策
2.セパレータの安全性評価方法
　　2.1 セパレータ単体での評価
　　2.2 実際の電池での評価
　　2.3 模擬電池系での評価

第1節 EV車用各種電池の火災炎上の最近の動向とCarbon neutral等の環境問題を配慮した対策と提言

1.概要
　　1.1 世界の動向：
　　1.2 電池、EV市場の動向
　　1.3 Carbon neutral 等の環境問題、原油価格、貴金属価格の暴騰の影響
2.電池の火災、爆発事例の経年推移と最近の動向
　　2.1 LiB二次電池実用化初期1０年の電池火災事例
　　2.2 資源回収車での火災事故例
　　2.3 ドライブレコーダ、電子タバコでの火災事故事例
　　2.4 韓国、中国製EV車用電池の火災事故例
　　2.5 韓国LG化学製の家庭用ESS施設（Energy Storage Systems）の火災例
　　2.6 LiB電池の増産とリサイクル問題が、急浮上
3.LiB電池(EDLC=電気二重層キャパシタ)の特性改善と安全対策
　　3.1 蓄電素子の概要と電池の形状
　　3.2 構成材料の改善での安全対策
　　3.3 諸構成材料、機器の軽量化
　　3.4 安全弁の機能と構造
　　3.5 EDLC(電気二重層キャパシタ)を併用した安全回路応用
　　3.6 Dry roomの高性能化
　　3.7 LiB電池用セパレータ
　　3.8 電池収納室の冷暖房機能
4.Carbon neutral を意図した将来展望
　　4.1 電池の研究〜製造過程での火災爆発対策
　　4.2 EDLC単独または併用による安全回路
　　4.3 EDLC単独のSUV車、大型バスの実用化
　　4.4 全固体電池、Dry electrodeとCarbon neutral


第2節 リチウムイオン電池における熱処理／乾燥技術

1.電極材料 (粉体) の焼成工程
　　1.1 焼成炉と搬送機構
　　1.2 焼成プロファイル
　　1.3 焼成炉のコンタミ対策
2.電極用スラリーの乾燥工程
　　2.1 乾燥工程および乾燥炉の概要
　　2.2 近赤外線の乾燥工程への利用
　　　　2.2.1 概要
　　　　2.2.2 波長制御ヒータ
　　　　2.2.3 絶乾工程への適用
3.まとめと今後に向けて


第3節 Si負極活物質層の導電性と安全性

1.Liドープ量とSi活物質層の抵抗率
2.Si系負極の導電率と釘刺し安全性


第4節 リチウムイオン電池用断熱材とその可能性について

1.リチウムイオン電池用断熱材とその可能性について
　　1.1 どの部分に断熱材が使われるか？
　　1.2 特許情報から見た技術トレンド
　　1.3 阿波製紙の断熱材について
　　1.4 断熱材の課題と今後の可能性について


第5節 相変化材料（Phase Change Material）を用いたリチウム電池の冷却・放熱について

1.本報告の内容
2.実験装置および実験方法について
3.実験結果と考察
　　3.1 LiB一枚短絡実験
　　3.2 LiB二枚短絡実験
　　3.3 低融点PCMを用いた実験
　　3.4 強制空冷実験