ナトリウムイオン二次電池の最新開発動向・各種電極材と課題・将来展望

セミナープログラム

第1講　ナトリウムイオン電池用層状酸化物の研究開発

【12:30-13:45】

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 

【講演趣旨】
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。 

【講演プログラム】

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

【質疑応答】 

第2講　酸化物系全固体ナトリウム電池の作製技術

【14:00-15:15】
 
一般財団法人電力中央研究所　エネルギートランスフォーメーション研究本部　エネルギー化学研究部門　上席研究員　小林　剛　氏

【講演キーワード】
電力貯蔵技術、電力貯蔵蓄電池、酸化物型全固体電池、ナトリウム電池、酸化物系固体電解質、一括焼結、多段階焼結、焼結助剤、低温化、大型化

【講演のポイント】
需給調整市場や容量市場などの電力市場で必要とされる電力貯蔵技術を整理し、蓄電池とくに全固体電池がどこで利用できるか解説する。酸化物型全固体電池の特徴や課題を提示し、課題解決に向けた電力中央研究所で取り組んでいる研究成果を紹介する。

【習得できる知識】
電力貯蔵技術や全固体電池の動向や特徴、および酸化物型全固体電池の作製技術に関する知識

【講演趣旨】
　カーボンニュートラル社会の実現に向けて、更なる再エネの活用が計画されている。大量の変動型再エネが導入されても電力系統を安定化させるために電力貯蔵蓄電池の導入が期待されている。電力貯蔵蓄電池に求められる性能は、車載用蓄電池とは異なり、高安全、長寿命、低コストが挙げられる。本講演では、電力市場の動向、その本命となりうる電池の特徴、および電力中央研究所で開発している酸化物型全固体ナトリウム電池の性能について紹介する。

【講演プログラム】

1. 電力貯蔵技術や電力市場
2. 電力貯蔵蓄電池と全固体電池
3. 全固体電池の特徴
4. 酸化物型全固体電池の特徴
5. 電力中央研究所で開発している全固体電池

【質疑応答】

第3講　超Naイオン伝導性を持つ全固体電池のための新たな結晶化ガラスの開発

【15:30-16:45】

工学院大学　先進工学部　応用化学科　教授　工学博士　大倉 利典　氏

【講演キーワード】
全固体電池、ナトリウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池、二次電池、イオン伝導体、固体電解質、結晶化ガラス

【講演のポイント】
ナトリウムイオンを電荷キャリアーとする固体電解質は、これまでβアルミナやNASICONといったセラミックス（焼結体）が多く研究されてきました。現在では、硫化物系固体電解質が盛んに研究されています。しかしながら、これらの材料は高コストで難成形性であることや、硫化物を使用するため製造プロセスに大きな課題が残されています。私たちは、溶融急冷法によってガラスを作製し、加熱処理を施すことで、① 高ナトリウムイオン伝導性を有し、② 耐酸化性、耐還元性、③ 高成形性、④ 大気安定性を併せ持つ新しい酸化物ガラスセラミック（結晶化ガラス）固体電解質を創成し、将来有望な材料であることを明らかにしました。

【習得できる知識】
全固体ナトリウムイオン電池材料の最先端研究事例

【講演趣旨】
脱炭素（カーボンニュートラル）社会の構築に向け、化石燃料の使用量低減やその根幹となる電力の効率的利用が求められています。電気自動車や定置用蓄電用途には、高性能・高効率を有する蓄電池の搭載が重要であり、リチウムイオン電池の性能を超える高エネルギー密度、高出力、安全で長寿命である次世代型二次電池の開発が必要です。本講座では、希少金属を使わない「無機酸化物系全固体ナトリウムイオン二次電池」への応用を目指した「超ナトリウムイオン伝導性結晶化ガラス固体電解質」に関する研究を紹介します。

【講演プログラム】

1. 背景
   1. 全固体電池とナトリウムイオン電池
   2. Narpsioガラスセラミックス
2. 技術のポイント
   1. βアルミナやNASICONに並ぶ「第3のナトリウムイオン固体電解質」として期待される。
   2. 微細構造制御や固溶体形成が可能で、他の固体電解質にはない特徴を有する。
   3. 全固体ナトリウムイオン電池用の固体電解質として有用である。
   4. 種々のプロセスで合成可能で、キャリアー交換も可能：さらなる展開が期待できる。
3. 本研究の概要
   1. Na5YSi4O12型ガラスセラミックスのイオン伝導に及ぼすSiサイト置換の影響
   2. Na5YSi4O12型ガラスセラミックスのイオン伝導に及ぼすYサイト置換の影響
   3. Na5YSi4O12型ガラスセラミックスのイオン伝導に及ぼす結晶化条件の影響
   4. Na5YSi4O12型ガラスセラミックス固体電解質を用いた全固体電池評価
4. 総括

【質疑応答】

セミナー講師

第1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2部　一般財団法人電力中央研究所　エネルギートランスフォーメーション研究本部　エネルギー化学研究部門　上席研究員　小林　剛　氏

第3部　工学院大学　先進工学部　応用化学科　教授　工学博士　大倉 利典　氏

セミナー受講料

【1名の場合】44,000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。