全固体リチウムイオン電池の課題解決に向けた技術開発

■ 界面制御に向けた無極性Liイオン電池開発
■ 製造における歩留まり向上に向けた自己修復・高品質化技術

次世代二次電池として研究開発・事業化が進む全固体電池の開発指針に!


★ 全固体電池の製造方法及び、量産・検査工程における課題についても把握!


講師


国立大学法人岩手大学 名誉教授 技術コンサルタント 工学博士 馬場 守 先生

【講師ご略歴】
 東北大学大学院工学研究科を修了後(1974年3月)、東京芝浦電気(株)(現、(株)東芝)総合研究所で画像関係の研究開発に従事(1974年4月~1976年10月)。その後、岩手大学工学部でフォトニクス及び二次電池分野で教育研究に当たる(1964年11月~2011年3月)。その後、岩手県立産業技術短期大学校で産業人材の育成に当たる(2011年4月~2016年3月)。退職後(2016年4月~)、技術コンサルタントとして固体電池関係の開発業務を手がけ、現在に至る。その間、理化学研究所の客員研究員として(2012年度~2017年度)固体電池の固相-固相界面の研究に従事。


受講料


1名41,040円(税込(消費税8%)、資料付)
*1社2名以上同時申込の場合 、1名につき30,240円
*学校法人割引 ;学生、教員のご参加は受講料50%割引。


セミナーポイント


 次世代型二次電池として安全で高性能な全固体二次電池の研究開発が鋭意取り組まれており、事業化の動きも急である。全固体二次電池の課題の一つが固体電解質の導電性にあり、もう一つは電極活物質と電解質との固相-固相界面にある。
 前者における解決策の一つは導電率の低さをカバーするため電解質の膜厚を極薄にすることであるが、そのことによる固有の動作不良(ショートやリークなど)が発生し、電池製造における歩留まりの限界が避けられない。
 また、後者においては、本来、負極-電解質及び正極-電解質の2種の界面を、正極・負極に同一の活物質を用いることによって、単一の固相-固相界面に対象を選択・集中させて課題に取り組むことが期待できる(無極性Liイオン電池)。
 著者は、これまでの薄膜電池開発の経験を通して、全固体二次電池(以下、固体Liイオン電池)のタフネスさ(強靭性)に驚かされてきた。このような背景から、本セミナーでは、そのタフネスさを応用した無極性Liイオン電池の開発と、Liイオン電池製造における自己修復・高品質化技術について解説する。とくに、後者においては、最近、自己修復材料及び技術に関する研究分野が活発で、将来の有望株としてホットな話題であり、本技術もその一端に位置付けられる。

○ 受講対象:
 ・Liイオン電池の研究開発及び製造に携わっている方
 ・電池の特性評価装置及び出荷検査装置メーカーの技術者
 ・電池関係の研究開発に関わる大学の研究者・学生の方
 ・とくに固体Liイオン電池の不良品や量産時の歩留まりに苦労している方、
  量産コストの低価格化に取り組まれている方
 など

○ 受講後、習得できること:
 ・固体Liイオン電池の基礎知識
 ・固体Liイオン電池の開発方針について
 ・固体Liイオン電池の製造方法
 ・固体Liイオン電池の量産製造工程及び検査工程について
 ・IoT及びセンサー社会と電池との関わりについて
 など


セミナー内容


第1章 固体薄型(双極性)Liイオン電池のあれこれ
 1.1)はじめに
  ・液体電解質型Liイオン電池の安全性と事故例
  ・プロトタイプの固体電解質型Liイオン電池
   (→準対称型Liイオン電池)
 1.2)固体Liイオン電池の製法と市場分野
  a)ドライプロセスとウエットプロセス
  b)モバイル市場とパワー市場
 1.3)モバイルデバイス用各種フレキシブルLiイオン電池
  a)各種フレキシブル基板Liイオン電池
  b)Liイオン電池の充電方式
 1.4)環境発電一体型複合Liイオン電池
  a)急速充電型太陽電池一体型Liイオン電池とIoT・センサー社会
  b)IoTと1兆個センサー社会の到来
 1.5)むすび
  ・液体電解質と固体電解質の導電率と欠陥タイプの対比
  ・固体Liイオン電池の信頼性・安全性の向上と歩留まり(→パルスリペア)
  ・電極活物質/電解質界面の問題(界面抵抗とその制御・評価)

第2章 無極性(対称型)固体Liイオン電池の開発
  *無極性(対称型)とは、正極と負極の活物質が同一材料の意
 2.1)はじめに
  ・過放電・過充電に対するタフネスさ
  ・単一の活物質(固相)-電解質(固相)界面
  ・電池材料選択の自由度の拡大
 2.2)無極性薄膜Liイオン電池の構造と作成
  a)無極性薄膜Liイオン電池の構造・構成
  b)無極性薄膜Liイオン電池の作成
 2.3)無極性薄膜Liイオン電池の初期化と活性化(activation)
  a)無極性薄膜Liイオン電池のウエーク・アップ特性
  b)無極性及び有極性薄膜Liイオン電池の比較
 2.4)無極性薄膜Liイオン電池の可逆(reversible)電池動作
  a)深い放電→無極性ポイント通過(リセット)→逆方向動作特性
  b)可逆電池動作の繰り返し特性
 2.5)無極性薄膜Liイオン電池対(twin-type)の直列・並列接続の互換性
  a)直列・並列接続の互換特性
  b)直列・並列動作の双方向可逆特性
 2.6)むすび
  ・無極性薄膜Liイオン電池の可逆性(reversible)
  ・無極性薄膜Liイオン電池対の直列・並列接続の互換性(compatible)
  ・逆方向動作への切り替え(リセット)によるリフレッシュ効果と長サイクル寿命化
  ・単一活物質使用による固相・固相界面の単純化と低コスト化

第3章 固体Liイオン電池製造における歩留まり向上・高品質化と自己修復技術
 3.1)はじめに
  ・固体Liイオン電池の量産時における歩留まりの課題
  ・固体Liイオン電池の量産時における出荷時大量検査の課題
   (工程の高速化や検査ライン増など)
  ・固体Liイオン電池の量産時の廃品回収業務の課題
 3.2)固体Liイオン電池のパルスリペア特性と自己修復
  a)固体電子デバイスの不良品(不良個所)の対応策
  b)固体Liイオン電池の電流パルスに対するタフネスさ
  c)不良品(ショートセル)Liイオン電池の自動検出とパルス修復
 3.3)量産固体Liイオン電池の自己修復による歩留まり向上
  a)ショートパスの修復による歩留まり向上
  b)潜在的ショートパスの修復による短絡事故防止
 3.4)量産固体Liイオン電池の自己修復による高品質化
  a)リークパスの修復による自己放電抑制
  b)潜在的シリークパスの修復による長サイクル寿命化
 3.5)寿命の尽きた量産固体Liイオン電池のパルス修復によるリフレッシュ効果
  a)寿命の尽きた量産固体Liイオン電池のin-situ修復
  b)寿命の尽きた量産固体Liイオン電池のリサイクル・リユース
 3.6)自己修復技術関連の特許に関わる現況
 3.7)むすび
  ・量産固体Liイオン電池の歩留まり向上によるコストダウン
  ・量産固体Liイオン電池の検査過程の自己チェック・修復による簡素化とコストダウン
  ・回収固体Liイオン電池のリサイクル・リユースによるトータルコストダウンと
   環境負荷の低減

 <質疑応答>


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