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究極のリチウム・硫黄電池=双極子構造×固体電解質

究極のリチウム・硫黄電池=双極子構造×固体電解質

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開催日

  • 2024年2月22日(木) 13時30分 ～ 16時30分

プログラム

　リチウム (メタル) が、万能の負極材であることは言うまでもない。高性能正極材のコバルト系とハイ・ニッケル系を否定はしないが、今後のEV拡大の世界を想定すると、遷移元素 (レアメタル) のサプライ・チェーンは、EV用電池の最大のネックである。
　資源的に全く制約の無い硫黄は、その極めて高い容量1,675Ah/Kgが背景にあるが、低い出力電圧が最大の欠点である。またこれまでの多くの研究が、電解液系で行われたが、電解液への硫黄中間体の溶出が障害となっている。
　EVの航続距離Km (WLTC) は、600Kmが最低レベルであり、これは電池の比容量Wh/Kgのレベルに依存する。現行のNMC811三元系正極材と、炭素系負極材の電池は、300Wh/Kgがほぼ頭打ちである。一方でリチウム・硫黄電池では、500Wh/Kgのレベルも狙えるのではないか。
　以上の様な制約をクリアする事は、実用レベルで達成することは容易ではないが、本Webinerで提案する、「究極のリチウム・硫黄電池 (Z) =双極子構造 (Y) ×固体電解質 (X) 」が一つの選択肢であろう。
　固体電解質の技術と情報は、最近はかなりレベルアップして、実用セルへの適用も見え始めて来た。ここでは硫化物系と酸化物系を比較検討したい。
　双極子 (バイポール) セルは、意外と知られていないが、単極子のN層タンデムで、出力電圧がN倍になるメリットが活かせる。液絡防止など、セル構造の制約が課題ではあるが、固体電解質との組合せでは、以外と簡単な構造が可能である。
　かなり不確定要素はあるが、本Webinerでは、 (X) と (Y) を解説した上で、究極の (Z) を考えてみたい。

  1. リチウムイオン電池の構成と単極子vs.双極子
    1. 単極子セル
    2. 双極子セル
    3. 電圧と電流
    4. 液絡防止の構造
    5. 過去の開発事例
  2. 固体電解質の電気化学
    1. 電解質の特性パラメーター
    2. 硫化物系電解質
    3. 酸化物系電解質
    4. 電解質の温度係数
    5. 正・負極とのイオン伝導パス
  3. 負極の選択と特性
    1. 炭素系負極材
    2. 非炭素液負極材
    3. リチウムおよびリチウム合金系
    4. リチウムの特性と充電・放電
  4. 正極の選択と特性
    1. 汎用正極材とLFP系
    2. ハイニッケル系正極材
    3. NMC三元系正極材
    4. 黄系正極材と特性
  5. リチウム硫黄電池の開発事例
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講師

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主催

株式会社 シーエムシー・リサーチ
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