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大容量蓄電デバイスに向けた炭素電極材料の開発と適用

大容量蓄電デバイスに向けた炭素電極材料の開発と適用

～ポーラスカーボンのキャパシタ、全固体電池への適用とグラフェンキャパシタの開発動向～
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開催日

  • 2021年9月13日(月) 10時30分 ～ 16時10分

プログラム

第1部 キャパシタ用ポーラスカーボン電極に関する新展開

(2021年9月13日 10:30〜12:00)

　本講座では、ポーラスカーボン電極についての一般的な基礎をQ&A形式で解説した後に、ポーラスカーボン電極の主な応用例としてのキャパシタについて現状と課題を概説します。さらに課題の解決策の一つとして、演者の研究成果の一部をご紹介いたします。このように講座の内容はキャパシタ中心ではありますが、ポーラスカーボン電極全般を理解する一助になると思います。

  1. ポーラスカーボンの基礎 (Q&A形式)
  2. 電気二重層キャパシタ (EDLC) とは?
  3. キャパシタ用ポーラスカーボン電極の現状と課題
  4. キャパシタの高電圧化への取り組み (1) :窒素ドープ活性炭
  5. キャパシタの高電圧化への取り組み (2) :シームレス活性炭電極
    • 質疑応答

第2部 多孔性カーボンの全固体電池負極材料への適用

(2021年9月13日 13:00〜14:30)

　全固体リチウムイオン電池の高エネルギー密度化には、高容量な電極活物質の利用が求められているが、高容量活物質は充放電に伴う体積膨張・収縮が大きいため、全固体電池電極では膨張・収縮できない、 または固体電解質/活物質界面が崩壊し、容量が低下する。この課題を解決するための1つのアプローチとして、多孔性カーボンの細孔空間を利用した全固体電池開発について紹介する。多孔性カーボン細孔を活物質が体積膨張するための反応空間として利用することで、電解質が流動性を持たない全固体電池電極においても活物質の体積膨張が可能になり、充放電特性が向上する。
　本講座では、活物質/多孔性カーボン複合体の作製、構造評価について、細孔空間の導入が全固体電池特性にどのように影響するのか、電子顕微鏡を用いたカーボン細孔内のLiイオン拡散機構の解明に関する研究結果も合わせて紹介する。

  1. 全固体電池電極材料として多孔性カーボンを利用するメリット・デメリット
  2. ハードテンプレート法による多孔性カーボンの合成と構造評価
  3. SnO2/多孔性カーボン複合電極材料の合成と構造評価
  4. SnO2/多孔性カーボン複合体の全固体電池における充放電特性評価
  5. in-situ STEM-EELS観察を用いたカーボン細孔内の充放電反応メカニズムの追跡
  6. 多孔カーボンの利用による全固体電池拘束圧力の低減
  7. Liプレドープ多孔性カーボンの合成と全固体電池特性
    • 質疑応答

第3部 グラフェン複合材料のスーパーキャパシタへの応用と特性評価

(2021年9月13日 14:40〜16:10)

  1. スーパーキャパシターの構造と特徴
  2. キャパシターの大容量化に向けた取り組み
    1. グラフェンの作製と特性評価
    2. グラフェン複合材料による高エネルギー密度ナノキャパシターの開発
      1. カーボンナノチューブとグラフェンの積層化による電極構造
      2. グラフェンの積層体のスペーサの高密度化と特性向上
    3. 開発成果:グラフェン複合材料スーパーキャパシターの作製・特性評価
    • 質疑応答
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講師

  • 白石 壮志 氏
    群馬大学 大学院理工学府 分子科学部門
    教授
  • 能登原 展穂 氏
    長崎大学 大学院 工学研究科
    助教
  • 唐 捷 氏
    物質・材料研究機構 先端的共通技術部門 先端材料プロセスユニット 一次元ナノ材料グループ
    グループリーダー
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主催

株式会社 技術情報協会
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: 55,000円 (税別) / 60,500円 (税込)
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