リチウムイオン二次電池における電極界面の設計・評価と特性改善

セミナー趣旨

【第1部】
　二次電池性能のさらなる向上には、界面に立脚した材料開発が重要である。その実現には、充放電後などex situでの界面解析に加え、界面を電池作動条件下（＝operando）で直接評価する手法が望まれる。
　本講演では、演者らが開発してきたoperando赤外分光法を用いた蓄電池反応解析の結果を、従来のex situ手法と対比しながら概説する。ex situ測定では困難であった、触媒作動条件でのみ観察可能な過渡的な中間体物質の同定や、（電気）化学反応の電極表面依存性、電解液依存性をoperando解析手法を用いて評価した例を紹介する。また、operando測定の基礎・応用研究双方での今後の展望についても議論する。

【第2部】
　電気自動車の加速的な普及により、高性能な次世代リチウムイオン電池の開発が益々重要になっています。特に、数秒以内のごく短時間での急速充放電技術など、新しい技術が求められています。講師らは、誘電体ナノ粒子をリチウムイオン電池の界面に導入することで、電池の充放電速度を大幅に短縮できることを見出しました。
　本講演では、誘電体界面による性能改善メカニズムについて、わかりやすく解説します。また、全固体電池、特に酸化物系全固体電池に関する課題と界面制御技術についても解説します。

受講対象・レベル

・電池、電池材料メーカーの研究開発に携わる方（初心者から中級者まで）

習得できる知識

【第1部】
・作動中の電極表面を分子レベルで可視化できる、operando界面解析の基礎
・吸着種、溶存種由来のピークが混在するoperando赤外分光スペクトルの解析手法
・ex situ測定、operando測定の利点と欠点
・代表的な電解液での観察結果とそこから得られる知見

【第2部】
・リチウムイオン電池の基礎知識と界面制御技術
・全固体電池の課題と動向

セミナープログラム

-----【第1部】13：30～15：00-----
「リチウムイオン電池における電極界面の設計と解析・評価方法」（仮題）
　※タイトルは変更になる場合がございます。
大阪大学　准教授　片山 祐　氏

1．Ex situ測定vs operando測定

2．Ex situ測定でわかるリチウムイオン電池電極表面の情報
　2-1　ex situ 拡散反射赤外分光測定
　2-2　ex situ ラマン分光測定
　2-3　ex situ X線光電子分光測定
　2-4　ex situ核磁気共鳴分光測定

３．Operando測定の基礎
　3-1　測定の原理
　3-2　セルの構造

４．Operando測定でわかるリチウムイオン電池電極表面の情報
　4-1　溶媒の分解挙動
　4-2　リチウム塩の分解挙動
　4-3　電極材料による表面反応の違い
　4-4　電解液濃度による表面反応の違い

５．Operando測定結果を活用した材料設計例
　5-1　電解液添加剤
　5-2　電極コーティング

６．まとめと展望

≪質疑応答≫

-----【第2部】15：15～16：45 -----
「誘電体を用いたリチウムイオン電池の急速充放電化、全固体電池の界面制御」
岡山大学　准教授　寺西 貴志　氏

１．はじめに

２．誘電体を用いたリチウムイオン電池の急速充放電化
　2.1　リチウムイオン電池内部の素反応と界面制御の重要性
　2.2　誘電体界面を介した高速リチウム輸送
　2.3　誘電体界面のキャパシタ電極への展開

３．全固体電池の界面制御技術
　3.1　全固体電池の種類と酸化物系電池の課題
　3.2　電磁波を用いた酸化物系電池の界面制御
　3.3　乾式塗布による酸化物系電池の高性能化

４．おわりに

≪質疑応答≫

スケジュール：
13：30～15：00　第1部
15：00～15：15　休憩
15：15～16：45　第2部
※進行上、多少前後する可能性がございます。
※ご質問はチャットか音声でお受けします。

キーワード：
リチウム,イオン,二次電池,バッテリー,LiB,電極,界面,講座,研修,セミナー

セミナー講師

【第1部】大阪大学　准教授　片山 祐　氏

≪専門≫
　電気化学、触媒化学、界面化学

≪略歴≫
　2022年9月　インペリアルカレッジロンドン　材料科学科　訪問研究員
　2022年3月　大阪大学　産業科学研究所　准教授
　2018年10月　デンマーク工科大学　物理学科　訪問研究員
　2018年1月　山口大学　大学院創成科学研究科　助教
　2017年10月　マサチューセッツ工科大学　機械工学科　博士研究員
　2017年9月　京都大学　工学研究科　博士（工学）　短縮修了
　2016年4月　日本学術振興会　特別研究員（DC2）
　2015年3月　京都大学　工学研究科　修士課程修了（江口研究室）
　2013年3月　京都大学　工学部　卒業

【第2部】岡山大学　工学部　化学生命系学科　准教授　博士（工学）　寺西 貴志　氏

【専門】
　二次電池材料、誘電体材料

【略歴】
　2010年9月　東京工業大学　大学院　博士後期課程　材料工学専攻　修了
　2009年4月～2009年9月　米国ペンシルバニア州立大学　客員研究員
　2010年10月～2018年3月　岡山大学　工学部　化学生命系学科　助教
　2018年4月～現在　同上　准教授
　2021年4月～現在　東京工業大学　科学技術創成研究院　フロンティア材料研究所　特任准教授　兼任

【受賞】
　2016年　第71回日本セラミックス協会　進歩賞

セミナー受講料

49,500円（税込、資料付）
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　 2名同時申込の場合計49,500円（2人目無料：1名あたり24,750円）で受講できます。
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