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リチウムイオンを用いた二次電池。広く普及しているのは、リチウム金属を用いず、リチウムはイオンとしてのみ存在するようにしたリチウムイオン電池

Tag: 二次電池


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以下は、「リチウム二次電池の技術展開」の目次です。

第1章 総論:21世紀のリチウム二次電池技術(金村聖志)
1. 概要
2. リチウム電池開発の流れ
3. リチウムイオン電池開発の現状
4. リチウム電池の未来
4.1 太陽電池リチウム二次電池
4.2 大型リチウムイオン電池
4.3 固体系電池
5. 今後の展開

第2章 リチウム二次電池材料の最新技術
1. 無機系正極材料(脇原將孝)
1.1 はじめに
1.2 正極活物質の特徴
1.2.1 α-NaFeO2構造を有する活物質
1.2.2 ジグザグ層状構造を有するLix(Mn1-yCoy)O2
1.2.3 LiMn2O4およびLiMyMn2-yO4スピネル系酸化物
1.3 その他の酸化物正極

2. 有機硫黄系正極材料(直井勝彦,荻原信宏)
2.1 はじめに
2.2 有機硫黄系化合物の種類とエネルギー貯蔵への展開
2.2.1 有機ジスルフィド化合物
2.2.2 カーボンスルフィド化合物
(1) 導電性高分子との複合化
(2) 共役カーボンポリスルフィド化合物
(3) 集電体の選択
2.2.3 活性硫黄
(1) 電気活性な遷移金属酸化物との複合化
(2) カチオン性ポリマーとの複合化
(3) カーボンナノファイバーとの複合化
(4) 高吸着性微粒子との複合化
2.3 有機硫黄系化合物の現状と問題点
2.4 複素環をベースとした新物質の探索(筆者らのアプローチ)
2.4.1 充電速度の向上に向けたアプローチ
2.4.2 高理論容量密度化に向けたアプローチ
2.4.3 高作動電圧に向けた分子設計
2.4.4 サイクル特性の向上
(1) ポリマーマトリックス内への固定化
(2) 主鎖に導電性高分子を有する有機ジスルフィド化合物
(3) 超分子構造を有する有機ジスルフィド化合物
2.5 今後期待される材料・技術
2.5.1 リチウム電池への可能性
2.5.2 プロトン電池電気化学キャパシタへの展開

3. 負極材料(高村勉)
3.1 はじめに
3.2 二次電池に要求される大切な性質
3.3 特性に大きい影響を及ぼす電極体デザイン
3.4 実用炭素材料の種類
3.5 天然黒鉛材料
3.6 合成黒鉛材料
3.6.1 繊維状黒鉛化炭素
3.6.2 メソフェーズカーボンマイクロビーズ(MCMB)
3.6.3 黒鉛材料特性向上のための表面修飾
3.7 難黒鉛化炭素材料
3.7.1 ポリアセン
3.7.2 シリコン入り難黒鉛化炭素
3.8 低温焼成メソフェーズ系炭素材料
3.9 ナノチューブ
3.10 超高容量負極材料
3.11 金属・合金材料
3.12 金属酸化物・硫化物
3.13 金属窒化物・リン化物
3.14 おわりに

4. 電解質(石川正司,森田昌行)
4.1 はじめに
4.2 電解液
4.2.1 電解液の化学
4.2.2 電解液の伝導度
4.2.3 電池特性に及ぼす影響
(1) 安定電位領域(電位窓)
(2) リチウム負極の充放電反応
(3) 電解液中の微量成分の効果
4.2.4 興味深い研究例
(1) リチウムイオン電池の電解液
(2) リチウム金属系負極二次電池の電解液
4.3 ポリマー電解質とゲル電解質
4.3.1 ポリマー電解質のメリット
4.3.2 ポリマーの種類と伝導度向上策
4.3.3 電解質塩の影響
4.3.4 リチウムイオンの輸率
4.3.5 フィラーの影響
4.3.6 ゲル電解質系
4.4 常温溶融塩
4.4.1 常温溶融塩とは
4.4.2 常温溶融塩の長所・短所
4.4.3 塩化アルミニウム混合系
4.4.4 アニオン交換型オニウム塩系
4.4.5 実用的な電解質への改良
4.5 無機系固体電解質
4.5.1 無機系固体電解質の特徴
4.5.2 結晶性固体電解質
(1) NASICON型化合物
(2) ペロブスカイト型化合物
(3) ベータ硫酸鉄型イオン伝導体
4.5.3 アモルファス固体電解質
(1) アモルファス酸化物系
(2) アモルファス硫化物系
4.6 電解質の将来展望

5. その他の電池用周辺部材(金村聖志)
5.1 セパレータ
5.1.1 既存のセパレータ
5.1.2 セパレーターの濡れ性
5.1.3 セパレーターの機械的性質
5.1.4 セパレーターと電池の安全性
5.1.5 リチウム金属とセパレータ
5.1.6 セパレーター表面の処理
5.1.7 セパレーターの難燃性
5.1.8 セパレーターとゲルあるいは高分子固体電解質
5.1.9 まとめ
5.2 導電剤
5.2.1 炭素微粉末
5.2.2 電極作製と炭素微粉末
5.2.3 炭素と濡れ性
5.2.4 炭素粉末の改良
5.3 粘結剤
5.3.1 電極作製と粘結剤
5.3.2 電極作製塗布工程と粘結剤
5.3.3 粘結剤と界面反応
5.4 集電体
5.4.1 集電体と電極
5.4.2 負極集電体
5.4.3 正極集電体
5.5 電池のケース

6. 用途開発の到達点と今後の展開(吉野彰)
6.1 リチウムイオン二次電池登場までの研究方向と期待されてきた点
6.2 見えてきた容量の限界
6.3 容量の次に目指すもの
6.3.1 高エネルギー効率
6.3.2 低自己放電率
6.3.3 高温下での充放電特性
6.3.4 使い易さ
6.3.5 その他
6.4 機器メーカーと電池メーカー
6.5 おわりに
6.5.1 現在の電池技術でどこまで用途拡大を図れるか
6.5.2 他電池,他デバイスとの競合は

第3章 次世代リチウム二次電池の開発動向〜全固体リチウム二次電池を目指して〜
1. リチウムポリマー二次電池―高分子固体電解質とその電気化学界面を中心として―(渡辺正義)
1.1 なぜ高分子固体電解質が必要か
1.2 高分子中のイオン拡散・泳動の特徴
1.3 ポリエーテル型高分子固体電解質の分子設計
1.3.1 高イオン伝導性発現のためのポリエーテルの分子設計
1.3.2 高リチウムイオン輸率発現のための電解質設計
1.4 高分子固体電解質の電気化学界面
1.4.1 金属リチウムと高分子固体電解質の界面
1.4.2 複合正極と高分子固体電解質の界面
1.5 リチウムポリマー二次電池の到達点
1.6 リチウムポリマー二次電池の今後の展開

2. リチウムセラミック二次電池(高田和典,近藤繁雄,渡辺遵)
2.1 はじめに
2.2 なぜセラミック電解質か
2.2.1 不燃性
2.2.2 副反応の抑制
2.2.3 その他の特長
2.3 リチウムイオン伝導性固体電解質
2.3.1 結晶質固体電解質
2.3.2 ヨウ化リチウムと窒化リチウム
2.3.3 酸化物
2.3.4 硫化物
2.3.5 非晶質固体電解質
2.4 リチウムセラミック電池
2.4.1 リチウム/ヨウ素電池
2.4.2 薄膜電池
2.4.3 硫化物ガラスを固体電解質として用いたリチウムセラミック電池
2.5 セラミック固体電解質が拓く新しい電池の可能性
2.6 リチウムセラミック二次電池を実用化するための技術
2.7 おわりに

第4章 リチウム二次電池におけるこれからの用途開発(境哲男)
1. はじめに
2. ネットワーク技術
2.1 ライフスタイルの変革
2.2 モバイル型情報通信機器の普及
2.3 娯楽機器のモバイル化
2.4 モバイル機器用電池の市場拡大
2.5 ウェアラブル化による人間能力の拡大
3. 人間支援技術
3.1 高齢化社会におけるユニバーサルデザイン
3.2 高齢者を支援する福祉介助機器
4. ゼロ・エミッション技術
4.1 人間と環境が調和した社会
4.2 自然エネルギーの利用技術
4.3 安心で快適な次世代省エネルギー住宅
4.4 クリーンエネルギー自動車の導入
5. おわりに


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