高性能リチウムイオン電池開発最前線

～5V級正極材料開発の現状と高エネルギー密度化への挑戦～

序論　ポストリチウムイオン電池開発のための要求項目とキーマテリアル
1. はじめに
2. 革新的な電池系の開発
3. 革新リチウムイオン電池系の開発
　 4. ポストリチウムイオン電池に対する要求性能
5. 高電圧系材料
6. まとめ
第1編　高性能蓄電池開発のための基盤研究
第1章 最先端透過電子顕微鏡法によるリチウムイオン電池の構造解析
1. はじめに
2. 走査透過電子顕微鏡法（STEM）
3. 電子線ホログラフィによる解析手法
4. 正極材料のHAADF － STEM 観察
5. 正極材料におけるLi のEELS 分析とABF － STEM 像
6. In situ 電子線ホログラフィによるリチウムイオン電池内部電位の観察
7. まとめ
第2章 電池開発における固体イオニクス界面の微細構造と電池特性
1. はじめに
2. リチウム二次電池用固体電解質材料
3. 固体電解質/ 電極界面構造設計と電池特性
4. まとめ
第3章 リチウムイオン電池における構造解析と界面制御
1. はじめに
2. 構造解析手法 ～材料内の構造～
3. 構造解析手法 ～電極/ 電解質界面構造～
4. 電極/ 電解質界面の制御
第4章 リチウムイオン電池のin situ 劣化診断技術と高密度・高電圧蓄電池への応用
1. はじめに
2. リチウム電池のex situ 分析法とin situ 分析法
3. In situ ラマンによる電池材料の構造変化評価
4. リチウムイオン電池のin situ NMR/MRI
5. In situ アコースティック・エミッション（AE）法によるリチウム電池診断技術
6. 和周波（SFG）分光法による電極・電解質界面の構造変化測定
7. まとめ
第5章 コンビナトリアル計算化学の電池材料開発への応用
1. はじめに
2. リチウムイオン電池の研究に特化させた次世代電池技術開発支援ツールが求められる背景
3. 新規に開発した研究手法支援ツールの概要
4. 電池材料の高速理論スクリーニング手法の詳細
5. 測定機器シミュレーションソフトウェア開発の詳細
6. 新しい電池系の性能評価シミュレータの開発の詳細
第6章 第一原理計算の電池研究への応用
1. はじめに
2. 正極材料に関する第一原理計算の現状
3. 正極材料に関する第一原理計算の適用例
4. 第一原理計算の電池研究応用の今後
第2編　5V 級正極材料の開発動向と要求・制約事項
総説
1. はじめに
2. 現行正極材料
3. オリビン系正極材料
4. 酸素酸塩系正極材料
5. 層状岩塩型正極材料
6. トンネル構造正極材料
7. まとめ
第1章 LiMO2
1. リチウムイオン電池正極材料Li（Ni, Co, M）O2（M ＝ Cu）の充放電過程における中性子によるex situ結晶構造解析
2. リチウムイオン電池正極活物質LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2 のPDF, XAFS による局所構造、電子構造と電池特性
3. おわりに
第2章 Li2MnO3 － LiMO2（固溶体系)
1. はじめに
2. 結晶構造および充放電での結晶構造変化
3. 電荷補償機構
4. まとめ
第3章 Li2MPO4F（フッ化リン酸系）
1. ポストオリビン型リン酸鉄リチウム正極活物質候補
2. Li2CoPO4F の固相合成
3. Li2CoPO4F のリートベルト中性子回折による構造解析
4. Li2CoPO4F のX 線吸収分光によるCo 価数分析
5. Li2CoPO4F の定電流充放電試験による正極特性評価
6. LiCoPO4 とLi2CoPO4F の原子吸光分析による化学的安定性比較
7. LiCoPO4 とLi2CoPO4F の熱分析による熱安定性比較
8. まとめ
第4章 Li2MSiO4
1. Li2MSiO4
2. 計算分野からのアプローチ
3. Li2MSiO4 の性能に関する第一原理計算
第3編　電池特性の最適化に向けた電池設計
総説
1. はじめに
2. 電池設計と電池特性
3. さらなる高性能化を目指した電池構造・設計
4. おわりに
第1章 高性能化に向けた電極材料ナノ構造設計
1. はじめに
2. ナノ活物質の充放電特性
3. ナノ構造創製
4. おわりに
第2章 急速充放電
1. はじめに
2. 活物質の反応速度はどこまで早いのか？
3. 電解液のイオン伝導の影響
4. 電流遮断法による電池分極の緩和過程評価
第3章 セルの総合設計、劣化機構および安全性
1. はじめに
2. 5 V 系正極材料
3. 充放電特性
4. 電解液、電解質他
5. セル設計と正負極バランス
6. 劣化のパターン
7. 安全性
8. おわりに
第4章 安全性
1. リチウムイオン電池の安全性の概要
2. リチウム電池の実用化の歴史
3. リチウム金属電池の市場トラブル
4. 電池が非安全になる基本的メカニズム
5. 電池の市場トラブルの現状
6. 電池材料の熱安定性
7. リチウムイオン電池の安全性評価方法
8. まとめ
第4編　次世代蓄電池開発展望
第1章 リチウム金属電池
1. はじめに
2. Li 金属と電池のエネルギー密度
3. Li 金属の溶解析出機構
4. Li 金属の皮膜制御
5. Li 金属用セパレータ
6. Li 金属二次電池の作製
7. まとめ
第2章 硫化物系全固体リチウム二次電池
1. はじめに
2. 全固体電池の分類
3. 無機固体電解質の分類と特長
4. バルク型全固体電池の試作
5. 高電位正極活物質の適用
6. 全固体電池の高性能化にむけたアプローチ
7. 全固体リチウム－硫黄電池の試作
8. おわりに
第3章 固体高分子電解質の新展開～二酸化炭素を利用した研究開発～
1. 研究背景
2. 超臨界CO2 処理によるSPE のイオン伝導度の向上
3. CO2 を原料とするポリマー電解質の特異性
4. おわりに
第4章 難燃性有機ホウ素系イオンゲル電解質の設計とイオン伝導特性
1. はじめに
2. 背景としての有機ホウ素系電解質
3. In situ ゾル－ゲル法を利用した有機・無機ハイブリッド型イオンゲル電解質
4. セルロースとホウ酸との縮合による有機・無機ハイブリッド型イオンゲル電解質
5. セルロースとヒドロボランとの脱水素カップリングによる有機・無機ハイブリッド型イオンゲル電解質
6. シクロデキストリンから誘導された有機ホウ素イオンゲル電解質
7. おわりに