次世代二次電池と低コスト・高機能化を実現する部材の開発動向と課題、将来展望

セミナープログラム

第1部　次世代二次電池の技術的潮流と将来展望

【11:00-12:10】

東京都立大学　都市環境学部　環境応用化学科都市環境科学研究科　環境応用化学域　助教　棟方　裕一　氏

【講演主旨】
様々な分野での電池の活用は、エネルギー利用の効率化だけでなく、ウェアラブルデバイスやドローンなどこれまでになかった新しい機器の出現にもつながっている。それと共に電池に対する要望も多様化し、現在主流のリチウムイオン電池だけではその要望を十分に満たすことが難しくなってきている。本講演では、電池の新たな可能性を拓く革新電池、いわゆるポストリチウムイオン電池の開発状況と将来展望を、具体的な技術的課題を踏まえながら解説する。

【キーワード】

1. 次世代二次電池
2. 不燃性電解質
3. 金属負極

【プログラム】
はじめに

1. 電池の進化と発展
   1. 二次電池の変遷
   2. エネルギー密度と出力密度
   3. 大型化と安全性
2. 新規電解質の探索と応用
   1. 難燃性電解液
   2. 固体電解質
   3. 複合電解質の設計と適用
   4. 電池の構造化
3. 革新電池を担う金属負極
   1. リチウム金属負極の利用
   2. ナトリウム金属負極の利用
   3. 多価金属負極の利用
      おわりに

【質疑応答】

第2部　ナトリウムイオン電池用層状酸化物の研究開発

【13:00-13:50】

横浜国立大学　大学院工学研究院　機能の創生部門　教授　藪内　直明　氏

【講演主旨】
脱炭素社会へ向けて、世界中で自動車の電動化が加速している。しかし、その普及には安価・高性能な蓄電池が必要である。また、自然エネルギーのコストも急速に低減しており、その活用にはGWhクラスの蓄電池システムの設置が必要であり、低コスト・安全な蓄電池系も必要である。従来、蓄電池に求められていたのは、“高エネルギー密度”であったが、リチウムイオン電池の普及により、エネルギー密度はリチウムイオン電池よりは低いものの、低コスト・高機能な蓄電池も必要であり、そのような蓄電池系としてナトリウムイオン電池が期待されている。本講演ではこのようなナトリウムイオン電池用電極材料の研究と新しい電池系実現の可能性について紹介する。

【キーワード】

1. ナトリウムイオン電池
2. インサーション材料

【プログラム】

1. リチウムイオン蓄電池とナトリウムイオン蓄電池
2. マンガン系層状正極材料
3. チタン系層状負極材料
4. ナトリウム過剰型高容量正極材料

【質疑応答】

第3部　アルミニウムアニオン電池

【14:05-15:15】

大阪大学　工学研究科　応用化学専攻　准教授　博士(エネルギー科学)　津田　哲哉　氏

【講演主旨】
現代社会を支える極めて重要なエネルギー変換デバイスである二次電池に対するニーズは多様化しており、長寿命、高容量などの次世代を担う電池に求められる性能を全て併せ持つ超高性能二次電池はもちろんのこと、安価な汎用元素のみで構成されるにもかかわらず現行のリチウムイオン電池に迫る性能を有する二次電池の研究開発も活発化している。本講演では、後者の電池の代表例として注目されつつあるアルミニウム金属負極を利用したアニオン二次電池（アルミニウムアニオン電池）の開発状況について、電解液、負極、正極の3つの観点から詳説する。

【キーワード】

1. アルミニウム
2. アニオン電池
3. 二次電池

【プログラム】

1. アルミニウムアニオン電池用電解液
2. アルミニウム金属負極
3. アルミニウムアニオン電池用正極
   1. グラファイト系正極
   2. 酸化物・硫化物系正極
   3. 硫黄系正極

【質疑応答】

第4部　リチウム空気二次電池

【15:30-16:40】

(国研)物質・材料研究機構　エネルギー・環境材料研究拠点　二次電池材料グループ　主任研究員　松田　翔一　氏

【講演主旨】
リチウム空気電池は、高い還元力を有する金属リチウムと、大気中の酸素を活物質として利用するため、リチウムイオン電池の2～5倍以上のエネルギー密度を実現することが可能であり、次世代蓄電池の最有力候補である。実際に、500 Wh/kgを超えるセルも既に実証されており、リチウム空気電池の有する高いエネルギー密度の潜在能力は非常に魅力的である。一方で、サイクル数、パワー密度は、現行のリチウムイオン電池に比べて低い性能にとどまっており、電池性能を向上させるための材料開発が急務である。本講演では、高エネルギー密度なリチウム空気電池を開発する上での課題を整理し、その解決に対する材料開発動向について紹介する。

【キーワード】

1. 次世代蓄電池
2. 高エネルギー密度蓄電池
3. マテリアルズインフォマティクス

【プログラム】

1. 高エネルギー密度セル設計とサイクル寿命を決める支配因子
   1. 高エネルギー密度なリチウム空気電池のセル設計
   2. サイクル数を支配する主要因子の解明
2. サイクル数向上を実現する新規電解液の開発
   1. 酸素正極に関する課題
   2. 金属リチウム負極に関する課題
   3. 正極・負極双方の反応を両立する電解液設計：実験自動化ロボットと機械学習の連携
3. サイクル数向上を実現する新技術の開発
   1. 多孔性カーボン正極への電解液注液技術
   2. リチウム負極の体積変化を緩和する3次元マトリックス

【質疑応答】

セミナー講師

第1部　東京都立大学　都市環境学部　環境応用化学科都市環境科学研究科　環境応用化学域　助教　棟方　裕一　氏

第2部　横浜国立大学　大学院工学研究院　機能の創生部門　教授　藪内　直明　氏

第3部　大阪大学　工学研究科　応用化学専攻　准教授　博士(エネルギー科学)　津田　哲哉　氏

第4部　(国研)物質・材料研究機構　エネルギー・環境材料研究拠点　二次電池材料グループ　主任研究員　松田　翔一　氏

セミナー受講料

【1名の場合】55,000円(税込、テキスト費用を含む)
2名以上は一人につき、11,000円が加算されます。