技術セミナー・研修・出版・書籍・通信教育・eラーニング・講師派遣の テックセミナー ジェーピー

シリコン系負極の充放電サイクル特性向上と電極特性評価

シリコン系負極の充放電サイクル特性向上と電極特性評価

東京都 開催 会場 開催

概要

本セミナーでは、リチウムイオン電池の充放電時の体積膨張の原因と対策、添加剤・カーボンコーティング・バインダー最適化などサイクル特性の改善手法を詳解いたします。

開催日

  • 2018年5月30日(水) 10時00分 17時00分

プログラム

第1部 リチウム二次電池及び次世代蓄電デバイス応用へ向けた高容量シリコン負極材料の開発のポイント

(2018年5月30日 10:00〜11:30)

 シリコン負極は、リチウム二次電池において現行の黒鉛負極の10倍以上の理論容量 (約4,200 mAh/g) を有する極めて魅力的かつ期待されている電極材料の一つです。
 本講座では、そのようなシリコン負極を使いこなすためのコツについて、鱗片状およびナノ粒子状シリコン粉末を例に挙げ、サイクル寿命の向上や初期および後続する不可逆容量の低減など、 シリコン負極に関連する諸問題とその解決法についてわかりやすく解説します。また、シリコン負極の応用例について、ハイブリッドキャパシタや次世代電池などへの展開を中心に紹介します。

  1. 諸言 ~シリコン負極の現状と課題~
  2. 鱗片状シリコン ~応力緩和とサイクル寿命の向上~
  3. 有機系添加剤の効果 ~SEI皮膜の形成と充放電特性に及ぼす影響~
  4. カーボンコーティングの効果 ~電解液分解と不可逆容量の低減①~
  5. リチウムプレドーピングの利用 ~電解液分解と不可逆容量の低減②~
  6. ハイブリッドキャパシタへの展開 ~動作範囲制御による長寿命利用~
  7. 次世代電池への展開 ~グライム電解液系への応用と高容量動作化~
  8. 新規リチウムプレドープ法 ~リチウム源溶液の開発~
  9. 総括
    • 質疑応答

第2部 シリコン負極膜材料のサイクル特性改善と全固体電池への適用

(2018年5月30日 12:10〜13:40)

 有機電解液が越えられない電気化学還元の課題を乗り越えることが可能な無機固体電解質を利用した全固体リチウム電池へのSi負極適用について現状と展望を解説します。

  1. 全固体リチウム電池の現状
    1. 高イオン伝導性固体電解質
    2. 正極活物質の酸化物被覆
    3. 負極活物質
  2. Si負極
    1. 充放電時に起こる体積変化
    2. 体積変化が引き起こす容量低下の各種モード
  3. 全固体リチウム電池へのSi負極膜の適用
    1. チオフォスフェート系固体電解質中での充放電試験
    2. アモルファスSi負極膜の適用
    3. Siをより多く含むアモルファスSiOx負極膜の適用
    4. 高面容量化に向けた取り組み
  4. 今後の展望
    • 質疑応答

第3部 ケイ素を用いた負極用バインダーの最適選択による充放電特性改善に向けたアプローチ

(2018年5月30日 13:50〜15:20)

 我々はリチウムイオン二次電池用正負極活物質の合成研究開発を行っており、活物質の高容量化・長寿命化のためには電極を構成する素材の最適化が必要不可欠である。
 そこで、本講座ではシリコン粉体をベースにした負極活物質と共に電極を構成するマトリクス素材としてバインダーの物理的・電気化学的特性制御に着目し、活物質の膨張収縮による合材層構造崩壊抑制などの諸効果を検証した。

  1. 背景
    1. ケイ素負極活物質 (研究開発実績)
    2. 粉体活物質とバインダー
    3. バインダーの種類
  2. バインダー評価
    1. バインダーと活物質、集電体との密着性 (剥離強度)
    2. バインダーの圧縮強度
    3. 電極作製プロセス
    4. 充放電サイクル特性評価
    5. バインダーのみ負荷特性評価
  3. メカノケミカルプロセス合成ケイ素 (粉体) 負極活物質の充放電特性
    1. メカノケミカル法による粉体ケイ素の合成
    2. 負極活物質合成プロセス
    3. 充放電特性の評価
  4. まとめ
    • 質疑応答

第4部 充放電に伴うシリコン系負極活物質の形態変化、微細構造解析

(2018年5月30日 15:30〜17:00)

 リチウムイオン電池用新規負極材料としてSiが注目されてきた。Si負極の性能調査としては、充放電試験による劣化挙動の解析は一般的に行われてきたが、充放電時におけるSi材料そのものの構造変化については十分に把握されているとは言い難い状況にある。そこで、Si材料の充放電挙動について電子顕微鏡を用いて微細構造の変化を詳細に調べた結果を発表する。
 本発表では、Si材料へのLiの挿入脱離現象について、結晶学的なアプローチも含めて考察している。 さらに、Siの微粉化や表面被膜生成などの劣化現象に関係する副反応がどのようなスキームで発生しているかについて微細構造分析の立場で評価した例を示す。

  1. Liイオン電池開発におけるSi負極分析について
  2. 結晶Si粒子を用いたセル作製と充電時の電極形状変化
  3. Si粒子の初回充電挙動の微細構造分析
  4. 電子線後方散乱回折法 (EBSD) を用いたLiのSi結晶への挿入経路推定
  5. 透過電子顕微鏡を用いた充電時のSi活物質の微細構造解析1
  6. Si活物質の微細構造解析2
    - 容量を制限した充放電による微細構造の変化 –
  7. Si活物質の微細構造解析3
    - 活物質表面被膜の形態と成分分析 –
  8. 活物質表面被膜分析の新しいアプローチ
  9. 非曝露FIBによる活物質のナノエッジ加工
  10. ナノエッジSi負極の充放電挙動のEx – situ TEM分析
    • 質疑応答

講師

  • 齋藤 守弘
    東京農工大学 大学院 工学研究院 応用化学部門
    准教授
  • 太田 鳴海
    国立研究開発法人 物質・材料研究機構 エネルギー・環境材料研究センター 電池材料分野 固体電池材料グループ
    主任研究員
  • 下位 法弘
    東北工業大学 工学部 電気電子工学科
    教授
  • 大森 滋和
    JFEテクノリサーチ株式会社 機能材料ソリューション本部 電池試作・解析センター
    課長

会場

株式会社 技術情報協会
東京都 品川区 西五反田2-29-5 日幸五反田ビル8F
株式会社 技術情報協会の地図

主催

お支払い方法、キャンセルの可否は、必ずお申し込み前にご確認をお願いいたします。

お問い合わせ

本セミナーに関するお問い合わせは tech-seminar.jpのお問い合わせからお願いいたします。
(主催者への直接のお問い合わせはご遠慮くださいませ。)

受講料

1名様
: 60,000円 (税別) / 64,800円 (税込)
複数名
: 55,000円 (税別) / 59,400円 (税込)

複数名同時受講割引について

  • 2名様以上でお申込みの場合、
    1名あたり 55,000円(税別) / 59,400円(税込) で受講いただけます。
    • 1名様でお申し込みの場合 : 1名で 60,000円(税別) / 64,800円(税込)
    • 2名様でお申し込みの場合 : 2名で 110,000円(税別) / 118,800円(税込)
    • 3名様でお申し込みの場合 : 3名で 165,000円(税別) / 178,200円(税込)
  • 同一法人内による複数名同時申込みのみ適用いたします。
  • 受講券、請求書は、代表者にご郵送いたします。
  • 他の割引は併用できません。
本セミナーは終了いたしました。

これから開催される関連セミナー

開始日時 会場 開催方法
2024/4/25 燃料電池・水電解の基本を電気化学の基礎から学ぶ1日速習セミナー オンライン
2024/5/10 材料化学から見た「全固体電池」の課題とその解決に向けた最新研究開発動向 東京都 会場・オンライン
2024/5/17 入門 インピーダンス測定法とリチウムイオン電池への応用 オンライン
2024/5/17 電力・ガス業界のしくみ・ビジネス概説と秘話 東京都 会場・オンライン
2024/5/24 カーボンナノチューブの基礎とリチウムイオン電池への応用 オンライン
2024/5/27 燃料電池・水電解の基本および最新技術動向 オンライン
2024/5/28 車載電池・リチウムイオン電池の爆発・火災事故の傾向、 その安全性向上技術、過酷試験の進め方、規制対応 オンライン
2024/5/30 EVを始めとした次世代自動車の普及展望とリチウム、コバルトなどLiB用金属資源の今後 オンライン
2024/5/31 リチウムイオン電池電極スラリーの分散、混練技術とその最適化 オンライン
2024/5/31 xEV用リチウムイオン電池の輸送規則 オンライン
2024/6/4 欧州のxEV及び電池業界動向 東京都 オンライン
2024/6/7 xEV用リチウムイオン電池の輸送規則 オンライン
2024/6/12 EV用リチウムイオン電池および全固体電池のリサイクル オンライン
2024/6/17 リチウムイオン電池の開発方向性と寿命・SOH推定の考え方 オンライン
2024/6/19 電気化学測定の基礎と実験データの解釈のポイント オンライン
2024/6/19 電気自動車におけるバッテリーマネジメントの基礎知識 オンライン
2024/6/20 燃料電池、アンモニア、水素を取り巻く最新動向と今後のビジネス・チャンス オンライン
2024/6/27 リチウムイオン電池のリサイクル・リユースの動向と今後の展望 オンライン
2024/6/28 バッテリーマネジメント用リチウムイオン電池のインピーダンス測定の考え方 オンライン
2024/7/12 基礎から学ぶバッテリマネジメントシステムの技術・バッテリパックの設計手法 オンライン

関連する出版物

発行年月
2023/11/30 EV用電池の安全性向上、高容量化と劣化抑制技術
2023/11/29 リチウムイオン電池の拡大、材料とプロセスの変遷 2023
2023/11/29 リチウムイオン電池の拡大、材料とプロセスの変遷 2023 [書籍 + PDF版]
2023/6/14 車載用リチウムイオン電池リサイクル : 技術・ビジネス・法制度
2023/6/9 2023年版 リチウムイオン電池市場の実態と将来展望
2023/4/6 電池の回収・リユース・リサイクルの動向およびそのための評価・診断・認証
2023/3/10 2023年版 二次電池市場・技術の実態と将来展望
2023/2/28 リチウムイオン電池の長期安定利用に向けたマネジメント技術
2022/10/17 リチウムイオン電池の拡大と正極材のコスト & サプライ
2022/10/17 リチウムイオン電池の拡大と正極材のコスト & サプライ (書籍 + PDF版)
2022/9/16 2022年版 蓄電池・蓄電部品市場の実態と将来展望
2022/9/14 リチウムイオン電池の製造プロセス & コスト総合技術2022 (進歩編)
2022/9/8 リチウムイオン電池の製造プロセス & コスト総合技術2022 (基礎編)
2022/9/8 リチウムイオン電池の製造プロセス & コスト総合技術2022 (基礎編 + 進歩編)
2022/8/19 2022年版 リチウムイオン電池市場の実態と将来展望
2022/6/30 二次電池の材料に関する最新技術開発
2022/6/13 LiBメーカー主要7社 (CD-ROM版)
2022/6/13 LiBメーカー主要7社
2022/4/11 世界の車載用LIBのリユース・リサイクル 最新業界レポート
2022/3/9 EV用リチウムイオン電池と原材料・部材のサプライチェーン (書籍 + PDF版)