監修の辞
 
第1章 リチウム二次電池の材料技術

 リチウム系電池の開発歴史
1.はじめに
2.ポリマー正極二次電池
3.4V系リチウムイオン二次電池
4.5V系リチウムイオン二次電池
 
5.リチウムポリマー電解質イオン二次電池系
6.固体電解質リチウム二次電池
7.おわりに
 

 リチウム二次電池の原理
1.はじめに
2.リチウム二次電池の種類
3.電池反応
4.電池性能と材料開発
 
4.1.負極
4.2.正極
4.3.電解質
5.次世代リチウム二次電池とは
 

 リチウム二次電池の材料技術(1) 負極用炭素材料
1.はじめに
2.リチウム電池負極としての炭素材料の一般的な特徴
2.1.炭素負極の一般的特徴
2.2.リチウム−黒鉛層間化合物
2.2.1.黒鉛層間化合物
2.2.2.ステージ構造
2.2.3.面内構造と積層秩序
2.3.リチウム電池用負極としての炭素材料研究の歴史
2.3.1.炭素材料が負極に用いられるまでの前駆的段階
2.3.2.実用材料系の発見
2.3.3.さらなる高容量化の可能性
2.3.4.特許からみた炭素研究の流れ
3.炭素材料の種類とリチウムイオン二次電池負極特性
3.1.リチウムイオン二次電池負極としての炭素材料の分類
 
3.2.炭素材料の種類と構造的特徴
3.2.1.黒鉛結晶
3.2.2.炭素前駆体
3.2.3.無定形炭素 (ソフトカーボンとハードカーボン)
3.3.各種炭素負極の電気化学的特徴と反応機構
3.3.1.黒鉛 (リチウム−黒鉛層間化合物)
3.3.2.黒鉛化ソフトカーボン
3.3.3.低温焼成炭素
3.3.4.炭素化ハードカーボン
3.4.炭素負極の不可逆反応
4.炭素負極の高性能化に向けた改良技術
4.1.ホウ素添加メソフェーズピッチ系黒鉛
4.2.ピッチ被覆黒鉛
4.3.メソフェーズピッチ系炭素繊維
4.4.その他
5.おわりに
 

 リチウム二次電池の材料技術(2) 正極
1.リチウム電池用正極材料総論
1.1.正極材料の構造
1.2.電気化学特性と充放電中の構造変化
1.3.実用化が間近な正極材料(系材料,およびスピネル系材料)の課題
1.3.1.ニッケル系材料
1.3.2.マンガン系材料
 
2.最近の電池正極材料
2.1.はじめに
2.2.最近のコバルト系材料
2.3.水酸化物法によるの合成
2.4.最近の層状ニッケル系化合物正極剤
2.5.最近のスピネル構造マンガン系材料
 

 リチウム二次電池の材料技術(3) 電解質
1.はじめに
2.電解質の種類
3.有機溶媒電解液
3.1.有機溶媒
3.2.電解質塩
3.3.電解質組成とイオン構造
3.4.電解質組成と電池特性
 
3.5.添加剤
4.ポリマーゲル電解質
5.電解質開発の動向
5.1.新しい溶媒
5.2.電解質塩
6.おわりに
 
 
第2章 全固体リチウム二次電池の電極材料

 高電圧酸化物正極
1.はじめに
2.酸化物正極材料
2.1.酸化物正極材料の研究動向
 
2.2.高電圧酸化物正極材料
2.3.正極
3.おわりに
 

 非酸化物系正極
1.はじめに
1.1.非酸化物系正極材料の選択
1.2.硫化物系正極材料の選択
2.古典的な非酸化物正極材料
2.1.結晶学的な考察
2.2.代表的な化合物
2.3.銅シュブレルおよびその誘導体
 
3.固体電池正極としての展開
3.1.ポリマー電解質を用いた全固体電池の正極
3.2.無機固体電解質を用いた全固体電池の正極
4.容量増加のための新たな試み
4.1.2相反応を用いた硫化物正極
4.2.カーボンとのナノコンポジットを用いた硫化物正極
5.おわりに
 

 有機物正極材料
1.はじめに
2.有機材料を用いた正極活物質の充放電原理
3.各有機材料を正極活物質に用いたリチウム電池の工学的研究
3.1.ポリアセチレン
 
3.2.ポリピロール
3.3.ポリアニリン
3.4.ポリアセン
3.5.スルフィドポリマー
4.おわりに
 

 負極材料
1.はじめに
2.金属リチウム
2.1.基本的な考え方
2.2.開発の歴史
2.3.電極界面の設計
2.4.添加剤成分による性能向上
2.5.物理的因子による界面制御
3.合金負極材料
 
3.1.開発の経緯
3.2.最近のトピックス
4.金属酸化物,イオン挿入型負極材料
4.1.非晶質金属酸化物
4.2.結晶性金属酸化物
4.3.窒化物
5.おわりに
 
 
第3章 次世代型リチウム二次電池の電解質

 ポリマー電解質の材料技術
1.はじめに
2.ポリマー電解質の分類と特徴
3.ポリマー電解質に要求される性質
4.イオン伝導度向上の改善技術
 
4.1.ドライ系ポリマー電解質
4.2.ゲル系ポリマー電解質
5.おわりに
 

 シングルイオン導電型高分子電解質
1.はじめに
2.リチウムシングルイオン導電性高分子の分子設計
3.アート錯体型リチウムシングルイオン導電性高分子
 
4.高リチウムイオン輸率型高分子電解質
5.おわりに
 

 ポリマーゲル電解質
1.はじめに
2.ゲルの定義と分類
3.ゲルの物性と機能
4.ゲル電解質の基本構成
5.ゲル電解質の実際
5.1.ポリアクリロニトリル系ゲル電解質
5.2.ポリフッ化ビニリデン系ゲル電解質
 
5.3.ポリエチレンオキシド系ゲル電解質
6.新しい考えに基づくゲル電解質
6.1.直鎖のPEO の応用
6.2.新しい添加剤の開発
6.3.トポロジカルゲル
6.4.低分子ゲル
7.おわりに
 

 イオン性液体とその固体電解質化
1.はじめに
2.新しい液体:イオン性液体
3.イオン性液体を固体膜にする
4.イオンゲル中のイオン輸送
5.イオン性液体およびイオンゲルへの機能の創り込みの化学
 
6.リチウム二次電池電解質としてのイオン性液体
7.イオン性液体のリチウム二次電池への適用
8.おわりに
 

 リチウムイオン伝導性ガラス
1.はじめに
2.固体電解質としてのガラスのメリット
3.リチウムイオン伝導性酸化物ガラス
4.硫化物ベースリチウムイオン伝導性ガラス
 
5.メカニカルミリングによる硫化物ベースリチウムイオン伝導性ガラスの作製
6.全固体リチウム二次電池への応用
 

 リチウムイオン二次電池の量子材料設計
1.はじめに
2.酸化物正極材料の電位について
3.高電位正極材料としてのフッ化物
4.電子分光による材料評価と電子状態計算
 
5.における酸素欠損組成をつくる点欠陥
6.リチウム化合物中のリチウムイオンの移動エネルギー
7.おわりに
 

 セラミックス固体電解質の材料設計
1.はじめに
2.セラミックス系リチウムイオン伝導体の例
2.1.NASICON型リチウムイオン伝導体
2.2.β-型リチウムイオン伝導体
2.3.ペロブスカイト型リチウムイオン伝導体
 
2.4.チオLISICON型リチウムイオン伝導体
3.薄膜型リチウムイオン二次電池用の固体電解質
4.全固体薄膜型リチウムイオン二次電池の例
5.おわりに
 
 
第4章 リチウム二次電池開発の現状

 三洋電機のリチウムイオン電池とポリマー電池の技術
1.三洋電機のリチウムイオン電池の概要
2.黒鉛負極を採用した高エネルギー密度リチウムイオン電池
3.アルミ缶を採用した軽量角形リチウムイオン電池
4.高性能ポリマー電解質リチウムイオン電池
4.1.ポリマー電解質材料とプロセスの開発
 
4.2.Mn正極を用いた高安全性ポリマー電解質リチウムイオン電池
5.リチウムイオン電池の大型化
6.今後の技術動向
7.三洋電機のリチウムイオン電池の定格表
 

 ソニーのリチウムイオン二次電池
1.はじめに
2.LIB
 
3.負極
4.LPB
 

 日本電池グループのリチウムイオン二次電池
1.はじめに
2.小型リチウムイオン二次電池
2.1.構造
2.2.特性
3.大型リチウムイオン二次電池
3.1.コバルト系リチウムイオン二次電池
 
3.1.1.構造
3.1.2.特性
3.2.マンガン系リチウムイオン二次電池
3.2.1.構造
3.2.2.特性
 

 リチウムイオン二次電池用窒化物負極材料
1.はじめに
2.実験
3.結果と考察
 
3.1.試験用セルの結果
3.2.の反応機構解析
4.おわりに
 

 東芝のリチウム二次電池
1.はじめに
2.東芝のリチウム二次電池の仕様と定格
3.東芝のリチウム二次電池の特徴
3.1.電池構成と材料
 
3.2.超薄型リチウム二次電池
3.3.高出力円筒形リチウム二次電池
4.おわりに
 

 NECトーキンのリチウムイオン二次電池
1.はじめに
2.マンガン酸リチウム正極材料の利点
3.角形リチウムイオン二次電池製品
 
4.小型ラミネートリチウムイオン二次電池製品
5.大型ラミネートリチウムイオン二次電池製品
 
 
第5章 リチウム二次電池の将来展望

 情報機器関連の電池の展望
1.はじめに
2.ユビキタスネットワーク社会実現に向けた情報機器関連の技術動向
2.1.ユビキタスとは
2.2.統計に見るインターネットの普及と使用されている電池の関係
2.3.ユビキタスネットワーク社会の姿と関連技術動向
2.3.1.モバイル末端(携帯電話,ノートパソコン,PDA)の進化
2.3.2.AV機器, 家電製品, 各種センサの情報端末化
2.3.3.新しいモバイル端末の出現
 
2.3.4.データコム装置の信頼性向上
3.情報機器用次世代型リチウムイオン二次電池に要求される特性
4.最近の研究開発動向と今後の展望
4.1.高エネルギー密度化に向けて
4.2.長寿命化に向けて
4.3.低コスト化に向けて
4.4.高安全化に向けて
4.5.高電圧化に向けて
4.6.薄型,形状自由化に向けて
5.おわりに
 

 大型電源用・定置型電池の展望
1.開発の背景とニーズの変化
2.大型電源用・定置型電池の開発
2.1.工技院/NEDO/LIBES
2.2.関西電力(株)/住友電工(株)
 
2.3.九州電力(株)/三菱重工(株)
2.4.Hydro Quebec/Avestor(Argo-Tech)
2.5.SAFT
 

 電気系クリーンエネルギー自動車用電池
1.はじめに
2.電気系クリーンエネルギー自動車における電池の役割
2.1.電気系クリーンエネルギー自動車を必要とする背景
2.1.1.大気汚染およびエネルギー問題による電気自動車の再認識
2.1.2.COP3における京都議定書の締結
 
2.2.電気系クリーンエネルギー自動車の種類と電池への要求特性
2.2.1.電気自動車
2.2.2.ハイブリッド自動車
2.2.3.燃料電池自動車
3.電気系クリーンエネルギー自動車とリチウムイオン二次電池
4.おわりに
 
おわりに
 
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