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監修の辞 |
序 |
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第1章 リチウム二次電池の材料技術 |
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リチウム系電池の開発歴史 |
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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 |
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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 |
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リチウム二次電池の原理 |
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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 |
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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 |
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リチウム二次電池の材料技術(1) 負極用炭素材料 |
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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 |
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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 |
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リチウム二次電池の材料技術(2) 正極 |
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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 |
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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 |
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リチウム二次電池の材料技術(3) 電解質 |
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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 |
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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 |
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第2章 全固体リチウム二次電池の電極材料 |
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高電圧酸化物正極 |
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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 |
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2.2. | 高電圧酸化物正極材料 |
2.3. | 正極 |
3. | おわりに |
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非酸化物系正極 |
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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 |
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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 |
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有機物正極材料 |
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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 |
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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 |
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負極材料 |
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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 |
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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 |
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第3章 次世代型リチウム二次電池の電解質 |
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ポリマー電解質の材料技術 |
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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 |
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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 |
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シングルイオン導電型高分子電解質 |
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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 |
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4. | 高リチウムイオン輸率型高分子電解質 |
5. | おわりに |
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ポリマーゲル電解質 |
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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 |
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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 |
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イオン性液体とその固体電解質化 |
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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 |
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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 |
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リチウムイオン伝導性ガラス |
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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 |
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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 |
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リチウムイオン二次電池の量子材料設計 |
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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 |
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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 |
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セラミックス固体電解質の材料設計 |
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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 |
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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 |
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第4章 リチウム二次電池開発の現状 |
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三洋電機のリチウムイオン電池とポリマー電池の技術 |
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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 |
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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 |
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ソニーのリチウムイオン二次電池 |
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日本電池グループのリチウムイオン二次電池 |
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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 |
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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 |
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リチウムイオン二次電池用窒化物負極材料 |
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3.1. | 試験用セルの結果 |
3.2. | の反応機構解析 |
4. | おわりに |
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東芝のリチウム二次電池 |
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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 |
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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 |
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NECトーキンのリチウムイオン二次電池 |
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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 |
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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 |
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第5章 リチウム二次電池の将来展望 |
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情報機器関連の電池の展望 |
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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 |
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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 |
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大型電源用・定置型電池の展望 |
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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) |
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2.3. | 九州電力(株)/三菱重工(株) |
2.4. | Hydro Quebec/Avestor(Argo-Tech) |
2.5. | SAFT |
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電気系クリーンエネルギー自動車用電池 |
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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 |
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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 |
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おわりに |
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