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リチウムイオン二次電池の高出力化・大型化に向けた新しい負極の開発・材料技術

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【004410】 4/22 講師4名
★世間は車載一色!既存の技術じゃもう限界!?暗雲立ち込める材料開発。今、求められる材料とは!?
★体積変化の応力に耐えられる銅箔の開発! 新規負極材料開発の「今」を送る!!

リチウムイオン二次電池の高出力化・大型化に向けた新しい負極の開発・材料技術


講師
Ⅰ.群馬大学 大学院工学研究科 応用化学・生物化学専攻 教授 鳶島 真一 氏

Ⅱ.日清オイリオグループ(株) エコリオ事業開発室 後藤 浩之 氏 
  森田テック(株) 〔日清オイリオグループ(株) 技術顧問〕 佐伯 明徳 氏

Ⅲ.昭和電工(株) 先端電池材料部 企画管理室 室長 武内 正隆 氏

Ⅳ.日立電線(株) 金属材料事業本部 伸銅事業部 開発部 アシスタントマネージャー 小平 宗男 氏

 
日時 平成22年4月22日(木) 10:30~17:45

会場 [東京・御茶ノ水] 中央大学駿河台記念館 5F 510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
 
<10:30~12:40>

Ⅰ.負極材料の現状と酸化鉄系・Si系負極の電気化学特性

 群馬大学 大学院工学研究科 応用化学・生物化学専攻 教授 鳶島 真一 氏

■講演要旨
 リチウムイオン電池の適用用途の拡大と高性能化の要求に答えるために炭素に替わる新負極の開発が必要であり、Li合金系や化合物系材料の研究が盛んに研究されている。本講演では、Si系負極と酸化鉄系化合物負極材料であるFeOOHとFe2O3の電気化学的特性について議論する。

■講演項目
1.リチウム二次電池用負極の研究開発の現状
 1-1 新負極材料開発が必要とされる背景
 1-2 負極材料研究開発の歴史
1-3 各種負極材料の特徴概要

2.Si系負極の電気化学特性
 2-1 Si合金負極の特性に与える電解液の影響
 2-2 SiO系負極の特性に与える電解液の影響

3.酸化鉄系負極の電気化学特性
 3-1 FeOOH電極の基本特性
 3-2 Fe2O3電極の基本特性
 3-3 メカノケミカル処理後のFeOOHの電極特性
 3-4 炭素/FeOOHの複合電極の特性

4.まとめ

【質疑応答】



<13:25~14:15>

Ⅱ.大豆種皮を焼成した多孔質炭素粉体「フィトポーラス」シリーズの諸機能ついて

 
 日清オイリオグループ(株) エコリオ事業開発室 後藤 浩之 氏

 森田テック(株) 〔日清オイリオグループ(株) 技術顧問〕 佐伯 明徳 氏

■講演要旨
 植物資源が具備している“チカラ”およびエコ素材としての諸機能についてご紹介させていただきます。

■講演項目
 大豆の種皮を焼成した粉体が、電磁波を遮蔽吸収する「電磁波遮蔽吸収体」であることを発見し、多孔性炭素材料「フィトポーラスSH」シリーズを開発しました。この「フィトポーラスSH」シリーズは、特殊な炉を用いて独自な製法で炭化焼成した多孔性炭素材料です。

 比重が非常に軽く、またエチレン・プロピレン・ジエンゴム等の汎用ゴムに対する練り込み量も通常のカーボンブラックの4倍程度まで高めることが可能なため、電磁波遮蔽吸収体等として、またその他幅広い分野での利用が見込まれる新素材です。

  また、大豆の種皮を焼成した粉体であることから、環境面、健康面からも従来の石油系カーボンブラックと差別化できる新素材となっています。

  また、黒鉛化処理をした「フィトポーラスSH-3030」は、リチウムイオン電池用負極材料としての機能も具備している事が分かりました。特に、石油系由来の炭素材料と比べ、急速な充・放電特性に優れています。これらの機能は、「フィトポーラスSH」シリーズが石油資源由来のカーボンと違い「ポーラス構造」を有している特異性を持っているため、各種機能発現の大きな優位差となっていると考えています。



<14:30~16:00>

Ⅲ.車載他大型Liイオン二次電池用黒鉛負極の開発について

 昭和電工(株) 先端電池材料部 企画管理室 室長 武内 正隆 氏

■講師紹介
1984年3月 九州大学 理学部 化学科 修士 修了 
同年  4月 昭和電工(株)入社 総合技術研究所 導電性高分子、及びそれを用いた電池の開発その後、導電性高分子、イオン伝導性高分子の用途開発
2003年1月 無機事業部門 ファインカーボン部に異動:カーボンナノファイバーの用途開発 及びLiイオン電池カーボン負極の開発
2010年1月 当社 先端電池材料部発足、同部 企画管理ユニットに配属

■講演要旨
 車載用Liイオン二次電池に用いる黒鉛負極といっても、HEV用、PHEV用、BEV用とそれぞれの要求特性(充電特性、放電特性、エネルギー密度、安全性、サイクル寿命等)は微妙に異なる。また、大型向けLiイオン二次電池としては、今後、家庭や産業用蓄電用途も注目されている。
  本講座では、当社の開発経過もふまえ、上記各種車載他大型Liイオン二次電池用黒鉛負極の開発現状と課題について話題提供する。また、これら大型用途への当社カーボンナノファイバーの応用状況もあわせて述べたい。

■講演項目
1.車載他大型Liイオン二次電池の動向

2.Liイオン二次電池用負極の種類と特徴

3.車載他大型Liイオン二次電池用負極の要求特性

4.昭和電工の黒鉛負極の特徴と開発状況
 4-1 物性特徴
 4-2 寿命特性
 4-3 パワー特性

5.車載他大型Liイオン二次電池へのカーボンナノファイバーの活用

6.車載他大型Liイオン二次電池用黒鉛負極の今後の展開
【質疑応答】




<16:15~17:45>

Ⅳ.合金系負極に対応した高強度・高耐熱圧延銅箔の開発と特徴

 日立電線(株) 金属材料事業本部 伸銅事業部 開発部 アシスタントマネージャー 小平 宗男 氏

■講演要旨
 次世代モバイル用LIBに採用間近とみられるSi系負極には、大きな体積変化によって生じる応力に耐えられる高強度な銅箔が必要になります。
  本公演では、銅箔の機械的強度が電池特性に与える影響について、最新の研究成果をご報告いたします。

■講演項目

1.日立電線(株)における銅箔事業

2.銅箔の製造工程

3.各種銅箔の紹介とそれらの機械的および電気的特性

4.銅箔の高強度化、高耐熱化のメカニズム

5.リチウムイオン二次電池負極集電銅箔に求められる特性

6.充放電における銅箔の変形挙動

7.銅箔の粗面化処理技術の概要

8.粗面化処理による銅箔とバインダー成分との密着性改善

9.銅箔の適正選定によるサイクル特性の改善

10.まとめ

【質疑応答】