全固体電池に関する分析・試験・評価・解析の種類とその進め方

セミナープログラム

【９：５０〜１０：５０】

第１部 全固体電池の高出力化および界面抵抗 メカニズムとその低減技術および 固体電解質／電極界面抵抗の定量評価

【講座の趣旨】 

　 全固体リチウム電池が実用化されるためには高出力化という課題があり，電池部材間の界面抵抗を低減することがその課題解決の鍵を握っている。我々は全固体リチウム電池の界面抵抗低減に向けて，理想的なモデル薄膜電極を作製し，界面抵抗起源探索の研究を行っている。この基礎的な研究アプローチから，理想的な固体電解質/電極界面において，実用化されている液系電解質を用いたリチウムイオン2次電池を凌ぐ超低抵抗界面が形成できることを見出してきた。本講座では薄膜を利用した固体電解質/電極間の界面抵抗低減技術，界面抵抗の評価技術について紹介する。


【セミナープログラム】

１．全固体リチウム電池の概要
　　1.1 全固体リチウム電池の近年の需要
　　1.2 全固体リチウム電池の構成と材料
　　1.3 固体電解質の特徴：液系電解質との比較
　　1.4 全固体電池の課題：高出力化に向けた取り組み

２．全固体リチウム電池高出力化に対する研究のアプローチ
　　2.1 全固体リチウム電池の薄膜化
　　2.2 薄膜作製技術
　　2.3 真空プロセス
　　2.4 清浄な界面を形成したモデル電極作製
　　2.5 固体電解質/電極界面抵抗の定量評価
　　2.6 超低抵抗界面を形成した高速充放電特性を示す全固体薄膜リチウム電池の作製

【質疑応答】

【１１：００〜１２：００】

第２部 X線光電子分光法を用いた全固体電池の固/固界面・表面解析の可能性について

【講座の趣旨】 

　 X線光電子分光法（X-ray Photoelectrons Spectroscopy:XPS）は，材料表面分析手法の一つである。材料表面数nmの定性，定量分析だけでなく，化学結合状状態分析が可能で，材料表面の特性を評価するのに有用な手法である。 本講演では，まず，XPSの原理およびスペクトルから得られる基本的な情報，得られたスペクトルの解析法を紹介する。次に，より正確な解析を行うための測定条件やサンプルプレパレーションの工夫に触れ，最後に全固体電池の固／固界面解析事例および可能性について解説する。


【セミナープログラム】

１．X線光電子分光法（XPS）
　　1.1 XPSの原理　
　　1.2 X線源
　　1.3 定性・定量分析，化学状態分析
　　1.4 深さ方向分析
　　1.5 測定条件について　
　　1.6 試料調整法

２．XPSによる全固体電池の固/固界面・表面解析
　　2.1 XPSを用いた全固体電池用正極材料の評価
　　2.2 XPSとX線吸収分光法(XANES)測定併用による界面解析
　　2.3 最近の全固体電池固・固界面の解析例

【質疑応答】

【１２：４０〜１３：４０】

第３部 電気化学インピーダンス法による全固体電池の分極要因解析

【セミナープログラム】

１．電気化学インピーダンス
　　1.1 複素インピーダンス
　　1.2 電気化学インピーダンス応答

２. 全固体電池固有の電気化学インピーダンス
　　2.1 固体電解質の電気化学インピーダンス
　　2.2 電極|電解質界面の電気化学インピーダンス

３. 複素インピーダンスによる全固体電池の解析
　　3.1 経験的手法
　　3.2 緩和時間分布解析法（DRT法）

４. 電気化学インピーダンス測定上の注意
　　4.1 固体電解質の電気化学インピーダンス測定
　　4.2 全固体電池の電気化学インピーダンス測定

【質疑応答】

【１３：５０〜１４：５０】

第４部 オペランド電子顕微鏡技術による全固体電池反応の可視化

【講座概要】

　 全固体電池は，高い安全性や高エネルギー密度が期待できる蓄電デバイスである。 高性能な電池を開発するためには，電池内部のイオンの動きを把握し，プロセスへフィードバックさせることが重要である。 本講座では，電子顕微鏡を用いて，充放電中にイオンがどのように動くかを直接観察した技術を中心に，最新の応用例についても紹介する。


【セミナープログラム】

１．オペランド電子顕微鏡計測技術
　　1.1 オペランド電子顕微鏡計測の最近の動向
　　1.2 透過電子顕微鏡内で全固体電池を動作させる技術
　　1.3 電子エネルギー損失分光法の基礎およびその他の計測技術

２．オペランド電子エネルギー損失分光法による全固体電池反応の可視化
　　2.1 薄膜型全固体Liイオン電池のオペランド観察例
　　2.2 バルク型全固体Liイオン電池のオペランド観察例
　　2.3 機械学習を用いた高速オペランド電子顕微鏡観察の応用例

３．その他の電子顕微鏡計測技術
　　3.1 オペランド電子線ホログラフィーによる全固体電池の内部の電位計測
　　3.2 オペランド走査電子顕微鏡による全固体電池のイオン濃度分布観察

４．まとめ

【質疑応答】

【１５：００〜１６：００】

第５部 低露点環境下での硫化物系全固体電池の試作評価及び特性解析技術

【講座の趣旨】

　近年実用化に向けた開発が加速している硫化物系全固体電池について、 　内部抵抗解析やIn-situ観察の実例を紹介すると共に、 　コベルコ科研の全固体電池の評価・解析技術について解説する。


【セミナープログラム】

１．全固体電池開発の課題
　　1.1 全固体電池とは
　　1.2 全固体電池の開発の課題

２．低露点環境下での硫化物系全固体池の試作や分析・評価
　　2.1 全固体電池の試作・評価における環境制御の重要性
　　2.2 低露点環境下での全固体電池の試作事例
　　2.3 低露点環境下での全固体電池材料の評価事例
　　　　　　解析事例1: 電極合材中のリチウムイオン伝導，電子伝導の解析
　　　　　　解析事例，:リチウム析出挙動の可視化

３．コベルコ科研における全固体電池評価技術
　　3.1 電極構造・プロセスの最適化へのソリューション
　　3.2 電池特性制御・管理の最適化へのソリューション
　　3.3 全固体電池の安全性向上へのソリューション

【質疑応答】

【１６：１０〜１７：１０】

第６部 高成形性固体電解質を用いた 固体電解質界面構築 の考え方

【セミナープログラム】

１．全固体電池用材料研究の概要

２．固体界面構築の考え方と評価解析事例の紹介
　　2.1 固体電解質の機械的特性
　　　　2.1.1 固体電解質の成形（常温加圧焼結，断面SEM観察)
　　　　2.1.2 固体電解質の成形（軟化融着）
　　　　2.1.3 弾性率測定 （超音波パルス法，圧縮試験）
　　2.2 理想的な電極構造についての基本的な考え方
　　2.3 電極複合体のイオン及び電子伝導度測定 （直流分極法，交流インピーダンス法）
　　2.4 常温加圧焼結による室温プロセスによる全固体電池の作製

【質疑応答】

セミナー講師

【第1部】東京大学 大学院理学系研究科化学専攻 特任准教授 博士(科学)　西尾 和記 氏

【第2部】早稲田大学 教育・総合科学学術院　非常勤講師 博士(工学)　中尾 愛子 氏

【第3部】長崎大学　総合生産科学域 准教授 博士(工学)　 山田 博俊 氏

【第4部】(一財)ファインセラミックスセンター ナノ構造研究所 博士　山本 和生 氏

【第5部】(株)コベルコ科研 技術本部 EV・電池ソリューションセンター　EV・電池解析技術室
マーケティング・ソリューショングループ 主任研究員 博士（工学）　阿知波 敬 氏

【第6部】大阪公立大学 大学院工学研究科 准教授 博士(工学)　作田 敦 氏

セミナー受講料

1名につき66，000円（消費税込み，資料付）
〔1社2名以上同時申込の場合のみ1名につ60，500円〕

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