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リチウムイオン二次電池における新規正極材料の開発と電池特性評価技術

4月開催 化学系セミナー  更新日:2010年03月03日
 セミナー番号【004409】 4/22 講師4名
★話題の低コスト系正極材料の性能と電池特性を解説する!
★リン酸鉄採用のカギを握る「充放電特性の改善」「量産化への課題」は?

リチウムイオン二次電池における新規正極材料の開発と電池特性評価技術


講 師
1.(独)産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門
           蓄電デバイス研究グループ 主任研究員 田渕 光春 氏

2.佐賀大学 理工学部 機能物質化学科 教授 野口 英行 氏

3.兵庫県立大学大学院 工学研究科 教授 中村 龍哉 氏

4.福井大学 工学研究科 ファイバーアメニティ工学専攻
                         産学官連携研究員 小寺 喬之 氏

日 時 平成22年4月22日(木) 10:00~17:00

会 場 [東京・京急蒲田] 大田区産業プラザ PiO 6F C会議室
 
聴講料 1名につき63,000円 (消費税込み、昼食・資料付き)
【1社2名以上同時申込の場合1名につき52,500円】

 

 
 
プログラム
 
【10:00~11:30】

1.リチウムイオン二次電池用
        新規コバルトフリー酸化物正極材料の開発

(独)産業技術総合研究所 田渕 光春 氏

■ご講演趣旨

リチウムイオン二次電池の電池容量、作動電圧を決定づけ、素材コストの中で比較的大きな割合を占めるのが正極材料である。

本講演では、当所で開発を行っている、新規コバルトフリー正極材料である鉄含有Li2MnO3系材料の開発経緯、充放電機構解明、最近プレスリリースした放電電位向上のためのニッケル置換効果を中心に紹介する。


■ご講演項目

1.リチウムイオン二次電池における正極材料の役割

2.鉄含有Li2MnO3正極の開発経緯

3.鉄含有Li2MnO3正極の充放電特性評価と関与因子

4.充放電機構解明のための取り組み

5.放電電位向上のための取り組み
 (8/17の田中化学研究所殿との共同プレスリリース成果)

6.まとめ

【質疑応答】

 


【12:20~13:50】

2. マンガン含有正極材料の電気化学特性

佐賀大学 野口 英行 氏


■ご講演項目


1.スピネル系材料
 1-1 4V系材料
 1-2 5V系材料
 1-3 組成式(酸素欠損)
 1-4 サイクル特性と酸素欠損
 1-5 高性能材料の合成法

2.層状系マンガン含有材料
 2-1 電極活物質と相図
 2-2 LiCoO2-LiNi1/2Mn1/2O2系固溶体
 2-3 Li2MnO3固溶体相と電気化学特性
 2-4 高容量材料
 2-5 チタン含有材料

3.二酸化マンガン(γ-, β-タイプ)の電気化学特性

4.チタン酸化物系負極材料


【質疑応答】

 


【14:05~15:35】

3.炭化水素ガス熱分解を用いた
               LiFePO4/C複合体の調製
        ~高出力用電極を目指して~

兵庫県立大学大学院 中村 龍哉 氏

■講座の趣旨:

炭化水素ガスの熱分解を利用してLiFePO4/C複合体を作製すると、均一な導電性のカーボン膜が粒子表面に沈着する。その結果、活物質担持量の多い電極においても、良好な出力特性が得られる。 更なる高出力特性の実現にむけては、オリビン化合物の充電末期・放電末期での遅い電圧緩和のもととなる極端に遅いLiイオンの拡散を改良する必要がある。


■ご講演項目:


1. 炭化水素ガス熱分解法を用いたLiFePO4/C複合体の作製
 1-1 いぶし瓦製造法とは
 1-2 炭化水素ガスを用いた導電性カ-ボン膜の応用
 1-3 炭化水素ガスを用いたLiFePO4粒子表面のカーボン被覆

2. LiFePO4/C複合体の物性・電気化学特性
 2-1 熱分解温度・時間と磁性不純物
 2-2 熱分解温度・時間とカ-ボン沈着量、電気伝導率
 2-3 熱分解温度・時間と充放電特性

3.LiFePO4/C複合体を用いた塗布電極の特性
 3-1 サイクル特性
 3-2 電流レート特性

4.LixFePO4/Cの平衡電位とリチウムイオン拡散
 4-1 オリビン化合物の電気化学反応機構
 4-2 平衡電位とヒステリスシス
 4-3 平衡電位の温度変化
 4-4 CV法を用いたリチウムイオン拡散係数
 4-5 GITT法を用いたリチウムイオン拡散係数

5.まとめ


【質疑応答】



【15:50~17:00】

4.リン酸鉄リチウム正極材料の合成方法と電池特性

福井大学 小寺 喬之 氏

■講座の趣旨

オリビン型LiFePO4は、原材料コスト、比較的大きな電気容量、化学的安定性に優れていることから、近年活発に研究されている正極材料である。 しかし、このオリビン型化合物は、電子伝導性・イオン伝導性が十分でないことに起因して、パワー特性をする電池には向かないとされてきた。
しかし、研究の結果、これらの欠点を克服する方法が提案されている。ここでは、これらの手法と当研究室で得られた最近の結果をあわせて紹介する。


■ご講演項目

1.オリビン型LiFePO4の特徴と問題点

2.オリビン型LiFePO4の電子伝導性の改善
 2-1 カ-ボン複合化による電子伝導性の改善
 2-2 C/LiFePO4の合成方法
 2-3 C/LiFePO4の粉体特性および電池特性の評価方法
 2-4 C/LiFePO4の粉体特性
 2-5 C/LiFePO4の電気化学特性

3.リチウムイオン二次電池用正極材料の量産技術
 3-1 量産型粉体製造装置
 3-2 正極材料の粉体特性
 3-3 正極材料の電池特性

4.まとめ


【質疑応答】