目次|高密度リチウム二次電池

総目次

第1章 総論<竹原 善一郎>
1.二次電池の条件
2.新型二次電池の誕生
3.リチウム二次電池
3.1 正極活物質
3.2 負極活物質
3.3 電解質
第2章 日本におけるリチウム二次電池開発の体制、現状と将来展望<種市 百器>
1.ニューサンシャイン計画「分散型電池電力貯蔵技術」のあらまし
2.「分散型電池電力貯蔵技術」をめぐる情勢の変化
3.研究会月フィロソフィーは「実用化」の加速
4.高い安全性の確保とライフサイクルアセスメント
今後の展望
付録
第3章 リチウム二次電池の電極反応
第1節 放電反応と活物質内でのリチウム拡散

<山本 治>
1.固体内でのイオン拡散
2.固体中でのリチウムイオン拡散定数の測定法
2.1 トレーサー拡散
2.2 電気化学的方法
2.3 交流インピーダンス法
2.4 固体NMRによる測定
3.各種電極材中のリチウムの拡散と構造との関係
3.1 陽極材中のリチウムの拡散
3.2 リチウム電池の陰極材中での拡散定数
第2節 黒鉛・リチウム層間化合物と電解質界面

<小久見 善八/稲葉 稔>
1.不可逆容量と表面保護皮膜
1.1 炭素負極の充放電特性と表面反応
1.2 炭素材料の異方性の影響
2.SEI反応機構
2.1 皮膜成分
2.2 走査型プローブ顕微鏡による炭素表面の観察
3.添加物および炭素の表面処理の影響
第3節 リチウムと電解質、正極活物質(4V級)と電解質界面

<金村 聖志>
1.リチウム金属と電解質界面
1.1 リチウム金属と電解質の界面に関するモデル
1.2 リチウム金属と電解質の界面での反応
1.3 析出リチウム金属の表面状態
1.4 固体電解質とリチウム金属の界面
2.正極活物質(4V級)と電解質の界面
2.1 正極活物質と電解液の界面構造
2.2 固体電解質と正極活物質の界面の構造
第4章 正極活物質
第1節 リチウムイオン含有遷移金属酸化物

<小槻 勉>
1.リチウムイオン含有コバルト・ニッケル系酸化物
1.1 LiCoxNi1-xO2(0≦x≦1)の構造
1.2 LiCoO2の固相酸化・還元反応
1.3 LiNiO2の固相酸化・還元反応
1.4 LiNi1/2Co1/2O2の固相酸化・還元反応
1.5 リチウムイオン含有コバルト・ニッケル系酸化物の熱挙動
2.リチウムイオン含有ニッケル・アルミニウム系複合酸化物(LiAl1/4Ni3/4O2)
3.リチウムイオン含有マンガン酸化物
3.1 Li[LixMn2-x]O4
3.2 LT-LiMnO2
第2節 金属酸化物・金属硫化物

<櫻井 庸司>
1.無機正極活物質について
2.金属酸化物正極
2.1 バナジウム酸化物
2.1.1 結晶質V2O5
2.1.2 V6O13(結晶構造強化によるV2O5の改良)
2.1.3 非晶質V2O5(非晶質化によるV2O5の改良)
a)非晶質V2O5(a-V2O5)の作製法
b)a-V2O5(-P2O5)の微細構造
c)a-V2O5(-P2O5)の微細構造と電気化学的特性の相関
d)a-V2O5(-P2O5)の充放電特性
2.1.4 ω-Li3V2O5(電気化学的結晶構造変化によるV2O5の改良)
2.1.5 V2O5ゲル
2.1.6 擬二次元性V2O5
2.2 複合バナジウム酸化物
2.2.1 Li1+xV3O8系
2.2.2 CuO-V2O5系
2.2.3 その他の系
2.3 クロム酸化物
2.3.1 Cr2O5
2.3.2 Cr3O8
2.4 マンガン酸化物
2.4.1 LixMnO2
2.4.2 MnO2
3.金属硫化物正極
3.1 チタン硫化物(TiS2)
3.2 モリブデン硫化物(MoS2)
第3節 鉄系化合物

<栄部比 夏里>
1.LiFeO2
1.1 層状LiFeO2
1.1.1 イオン交換法による合成
1.1.2 水熱法による合成
1.2 新しい相の合成
1.2.1 ジグザグ層状型LiFeO2
1.2.2 Ramsdellite型LiFeO2
2.硫化物系
3.酸化物系
4.FeOCl誘導体
5.ポリアニオン系
6.その他
6.1 FeF3
6.2 プルシアンブルー
6.3 FeVO4
第4節 導電性ポリマー

<金村 聖志>
1.導電性ポリマーの電極反応
1.1 電荷移動とイオンのドープ・脱ドープ
1.2 イオンの拡散
2.導電性ポリマーの合成
3.アニオンの固定
4.導電性ポリマーを用いた電池
5.導電性ポリマーの安定性
6.ポリアニリン
7.ポリピロール
8.電気化学的に活性なドーパント
第5節 有機イオウ系化合物

<小山 昇/立間 徹>」
1.有機イオウ系化合物について
2.有機イオウ系化合物の電気化学
3.有機イオウ系化合物と導電性高分子との相互作用
4.有機イオウ系化合物と導電性高分子からなる複合正極
5.その他の系について
第5章 負極活物質
第1節 金属リチウム

<竹原 善一郎>
1.リチウムの電析形態と表面被膜
2.表面被膜の制御
2.1 電解液へのヨウ化物添加
2.2 電解液へのCO2添加
2.3 HFを電解液に添加
3.表面被膜の均一化
第2節 炭素系

<嘉数 隆敬>
1.負極炭素材料の現状
1.1 黒鉛系負極材料
1.2 炭素系負極材料
1.2.1 易黒鉛化性炭素負極材料
1.2.2 易黒鉛化性炭素の熱処理条件と構造変化および電極特性変化
1.3 難黒鉛化性炭素負極材料
2.炭素の結晶構造と負極特性
2.1 LiC6型黒鉛層間化合物組成と理論容量
3.高容量黒鉛系材料の出現と考え方
4.電流効率とサイクル寿命
第3節 金属酸化物系

<竹原 善一郎>
1.結晶金属酸化物など
1.1 五酸化ニオブ
1.2 リチウムチタン複合酸化物
1.3 リチウム・遷移金属複合窒化物
2.難結晶性金属酸化物など
第6章 電解質
第1節 有機系電解液

<松田 好晴>
1.有機系電解液に必要な基本特性
2.溶媒
2.1 粘度
2.2 沸点と融解点
2.3 誘電率
2.4 双極子能率
2.5 ドナー数
2.6 電位窓
2.7 化学的、熱的安定性
2.8 低粘度溶媒(LVS)と高誘電率溶媒(HDS)の混合
3.電解質塩
4.電極と電解液の界面構造
5.リチウムイオン二次電池の電解液
6.金属リチウム負極を用いる二次電池の電解液
7.電解液への添加剤
8.電池の安全性と電解液
9.将来展望
第2節 ポリマー電解質

<小久見 善八/稲葉 稔/安部 武志>
1.ポリマー電解質中でのイオン伝導
1.1 PEO-電解質複合体
1.2 その他のポリマー-電解質複合体
1.3 イオン伝導度に対する第三成分の効果
1.4 プラズマ重合法による超薄膜ポリマー電解質
1.5 Polymer-in-Salt
2.ポリマー電解質を用いたリチウム電池
2.1 ポリマー電解質/負極活物質界面
3.傾斜特性ポリマー電解質
4.課題と展望
第7章 リチウムイオン電池用セパレーター<足立 厚/Robert Spotnitz>
1.電池用セパレーターの使われかた
2.微多孔質セパレーター材料
3.ゲル電解質セパレーター
4.ポリマー電解質
5.セパレーターの特性評価
6.セパレーターの数学的モデリング
第8章 リチウムイオン二次電池におけるポリマーバインダー<菅原 秀一>
1.バインダーへの基礎的要求特性
2.電池の製造と性能におけるバインダーの役割
3.バインダーとして取り上げられている材料
4.PVDFバインダーの基本特性
5.PVDF(KF#1100)の溶解性
6.PVDF/NMP溶液の特性
7.PVDF/NMP溶液の乾燥と結晶化
8.電解液、電解質に対する膨潤性と安定性
9.新規な活物質への対応
第9章 周辺技術
第1節 塗工技術

<原崎 勇次>
1.塗工方式
1.1 スリットダイ塗工
1.2 スクリーン塗工
1.2.1 フラットスクリーン
1.2.2 ロータリースクリーン
1.3 カーテン塗工
1.4 ナイフ塗工
1.4.1 ナイフオーバーロールコータ
1.4.2 ロールナイフコータ
1.5 リバースオフセットグラビア塗工
1.6 粉体塗工(静電スプレー法)
2.乾燥方式
2.1 エアフローティング(+静圧)
2.2 (電磁)誘導加熱
2.3 マイクロ波(誘電加熱)
第2節 粉体技術

<宮南 啓>
1.粉体の混合
1.1 混合とは
1.2 混合度
1.3 混合の機構
1.4 混合装置
1.5 粉体混合装置および粒子複合化装置の性能評価
1.6 混合装置の性能に影響を与える因子
2.粉体の混練
2.1 混練とは
2.2 混練の機構と混練度の評価
2.3 層流せん断混合
2.4 混練装置
2.5 混練装置の性能評価
2.6 混練操作の具体例-磁気記録材料
第10章 周辺機器
第1節 充電特性と充電器設計

<三木 敏夫 橋本 善一>
1.充電器の構成
①電源部 ②出力電圧制御部 ③出力電流制御部 ④充電制御部
⑤逆流防止部 ⑥電池接続検出部 ⑦温度検出部 ⑧充電出力部
2.各種二次電池の充電制御方式
2.1 ニッカド用充電制御方式
2.1.1 タイマー制御充電方式
2.1.2 -⊿V 制御充電方式
2.1.3 絶対温度制御充電方式
2.2 ニッケル水素用充電制御方式
2.2.1 -⊿V 制御充電方式
2.2.2 dT/dt 制御充電方式
2.2.3 ピークタイマー制御充電方式
2.2.4 トータルタイマー
2.3 シール鉛蓄電池用充電制御方式
2.3.1 定電圧定電流制御充電方式(普通充電)
2.3.2 Vテーパー制御充電方式(急速充電)
2.3.3 トリクル充電(補償充電)
3.リチウムイオン電池の充電特性
3.1 リチウムイオン電池の特長
3.2 リチウムイオン電池使用上の注意点
3.3 リチウムイオン電池の充電方法
①A区間における充電制御 ②B区間における充電制御
③C区間における充電制御 ④D区間における充電制御
4.充電システム構成
5.充電回路
5.1 携帯電話用充電器充電制御システム
5.2 充電器の回路構成
5.3 リチウムイオン電池充電フローチャート
5.4 リチウムイオン電池用充電器設計時の注意点
1)充電制御電圧の安定性向上 2)突入時の過電圧 3)突入時の過電流
4)重大故障時の最大出力電圧制御 5)重大故障時の最大出力電流
6)EMC対策
5.5 その他充電器設計上の一般注意点
1)充電温度特性 2)長期放置電池の充電 3)満充電電池の再充電
4)0V電池の充電 5)電池逆接続
5.6 小型充電器の安全確保のためのPL表示(蓄電池工業会ガイドライン)
第2節 保護回路と充電回路

<東島 泰久>
1.保護回路の構成
1.1 過充電保護
1.2 過放電保護
1.3 過電流保護
2.保護回路の特性
2.1 過充電保護回路
2.2 過放電保護回路
2.3 過電流保護回路
3.充電制御回路
3.1 電圧チェック
3.2 低電流充電
3.3 定電流定電圧充電
3.4 充電終了
4.各種電池パック保護回路と充電制御回路
4.1 一直用電池
4.2 直用保護回路
4.3 三、四直用電池パック
第11章 安全性評価<栄部 比夏里/樋口 俊一>
1.電池構成材料の安全性評価
1.1 材料の毒性
1.2 材料の熱的安定性
1.2.1 電極材料
1.2.2 電解質材料
1.2.3 セパレーターその他
2.電池の安全性評価試験の例
2.1 リチウムイオン二次電池
2.2 リチウム金属二次電池
2.2.1 リチウム/非晶質V2O5-P2O5(a-V2O5)二次電池
2.2.2 Li/LixMnO2二次電池
2.2.3 Li-Al/FeS二次電池
3.電池の安全性評価基準
第12章 リチウム二次電池のライフサイクル<竹原 善一郎>
1.リチウム電池の製造に伴うエネルギ-消費量と二酸化炭素排出量
2.電気自動車とガソリン車との比較
3.大型リチウム電池のリサイクル
第13章 種々のリチウム二次電池の開発技術
第1節 民生機器用丸型リチウム二次電池

<西尾 晃治/能間 俊之>
1.円筒型リチウムイオン電池用材料
2.円筒型リチウムイオン電池の構造
3.円筒型リチウムイオン電池の特性
4.コイン型リチウム二次電池用材料
5.コイン型電池の構造と特性
6.丸型リチウムイオン電池の用途と将来展望
第2節 民生機器用角型リチウム二次電池

<神田 基>
1.民生機器用角型リチウム二次電池の特徴
1.1 角型リチウム二次電池の定格
1.2 角型リチウム二次電池の構造
2.角型リチウム二次電池の技術
2.1 角型リチウム二次電池の製造プロセス
2.2 電池材料の開発
2.2.1 各種炭素の負極特性
2.2.2 黒鉛質炭素の検討
2.2.3 電池材料の開発の方向
3.角型リチウム二次電池の特性
3.1 充電特性
3.2 放電特性
3.3 サイクルと保存特性
4.角型電池の出荷数量・金額と用途
第3節 民生機器用低電圧リチウム二次電池

<小柴 信晴>
1.Nb2O5の特性
1.1 合成条件と構造変化
1.2 種々の構造のNb2O5の充放電曲線
1.3 C-V2O5正極と組み合わせた電池システムとその特性
1.3.1 電池構成
1.3.2 定電流放電曲線
1.3.3 充放電サイクル特性
1.3.4 耐過放電特性
1.3.5 耐過充電特性
2.Li4/3Ti5/3O4の特性
2.1 合成条件と構造変化
2.2 Sチタンの充放電曲線
2.3 Sチタンの電位安定性
2.4 リチウムマンガン酸化物正極と組み合わせた電池システムとその特性
2.4.1 電池構成
2.4.2 充放電サイクル特性
2.4.3 保存特性
2.4.4 耐電圧特性
2.4.5 耐過放電特性
2.4.6 ウォッチでの実装テスト
2.4.7 定格と応用
第4節 電気自動車用リチウム二次電池

<水谷 実>
1.電気自動車の導入効果
2.電気自動車用リチウム二次電池の開発動向
2.1 米国での取り組み
2.2 欧州での取り組み
2.3 日本での取り組み
3.電気自動車の種類と電池への要求
4.電気自動車用リチウム二次電池
4.1 電気自動車の電池システム
4.2 単電池の基本構造
4.3 コバルト系リチウムイオン電池
4.3.1 電池の構成 1)正極板 2)負極板 3)電解液 4)セパレーター
4.3.2 性能 1)開発された電池の概要 2)充電性能 3)放電性能
4.4 ニッケル系リチウムイオン電池
4.4.1 電池の構成
4.4.2 性能
4.5 スピネル構造二酸化マンガン系リチウムイオン電池
4.5.1 電池の構成
4.5.2 性能
4.6 ポリマー電解質電池
第5節 電力貯蔵用リチウム二次電池

<岩堀 徹/石川 力雄>
1.電力貯蔵の必要性
2.電力貯蔵用電池開発の概要
2.1 電気事業用
2.2 需要家用
3.電力貯蔵用リチウム二次電池の開発
3.1 ロードコンディショナー用リチウム二次電池の開発
3.2 分散型電池電力貯蔵技術の技術開発
3.2.1 第一期研究開発(平成4年~7年度)
3.2.2 新基本計画における第二期大型化・モジュール電池開発
第6節 ポリマー電解質を用いたリチウム二次電池

<竹内 健一>
1.電池の特長
1.1 ポリマー電解質を用いるメリット
1.2 ポリマー電解質電池の種類
2.電池の構成
3.ポリマー電解質リチウム二次電池の特性
3.1 携帯電子機器用電池
3.2 電気自動車用電池および電力貯蔵用電池
4.課題と将来展望
第7節 導電性高分子を活物質に用いたリチウム二次電池

<矢田 静邦>
1.エネルギー密度試算
1.1 ポリマー電池
1.2 金属酸化物(硫化物)
2.コイン型ポリマー電池
2.1 ポリアニリン電池
2.2 ポリアセンキャパシタ
2.3 ポリアセン二次電池
3.フィルム状ポリマー電池
3.1 有機硫黄化合物・ポリアニリン複合物電池
3.2 ポリアニリン・V2O5複合物電池
4.ポリアセン系物質
5.円筒型ポリアセン電池
5.1 円筒型ポリアセンキャパシタ
5.2 ポリアセン(PAS)電池