第1章 リチウムイオン電池の革新技術
1. リチウムイオン電池革新の方向性
1.1 リチウムイオン電池が果たしてきた役割
1.2 蓄電池に求められる革新性
2. リチウムイオン電池の更なる高エネルギー密度化
2.1 これまでの高エネルギー密度化技術
2.2 リチウムイオン電池の新規活物質の開発
2.3 高容量負極材料の開発状況
2.4 高容量正極材料の開発状況
3. ポストリチウムイオン電池への試み
3.1 Li/S電池
3.2 金属-空気電池
4. 蓄電池の資源負荷低減の技術
第2章 次世代正極材料の開発動向
1. 現行遷移金属酸化物正極の共通課題
2. 革新的次世代正極に向けた開発指針
2.1 脱レアメタル→レアメタルフリー
2.2 脱Liホスト→Na,多価カチオンホスト
2.3 脱辺・面共有骨格構造→頂点共有骨格構造
2.4 脱酸化物→硫化物,リン化物,フッ化物
2.5 脱インターカレーション系→コンバージョン系
2.6 脱無機系→有機系
第3章 合金系負極材料の開発と最新技術
1. リン酸スズガラス系負極の開発と電池特性
2. シュウ酸スズ-Si系負極の開発と電池特性
3. Sn-Sb硫化物ガラス-Si系負極の開発と電池特性
4. SiO負極の開発と電池特性
第4章 リチウム金属負極を用いる二次電池の可能性
1. 金属系負極
2. 一次電池用リチウム金属
3. 二次電池用リチウム金属
3.1 表面状態の解析
3.2 リチウム金属析出形態
3.3 溶解析出反応の可逆性
4. リチウム金属負極を用いた電池
4.1 プレチャージ型の電池
4.2 リチウム金属負極を用いた二次電池
第5章 イオン液体を電解質に用いたリチウム二次電池
1. イオン液体をリチウム塩の溶媒に用いた電解質
2. リチウムイオン液体を用いた電解質
3. 溶媒和イオン液体としてのグライム-リチウム塩錯体
4. グライム-リチウム塩錯体のリチウム-硫黄電池への応用
第6章 結晶系固体電解質の開発と最新技術
1. 無機結晶性固体電解質のイオン導電機構と設計指針
1.1 無機結晶性固体電解質の設計指針
1.2 無機系固体電解質探索の歴史
1.3 無機固体電解質の物質例
2. 硫化物系結晶質固体電解質
3. 硫化物系結晶質固体電解質を用いた二次電池の特性
4. 全固体電池の実現に向けて
第7章 ガラス系固体電解質の開発と最新技術
1. ガラス系無機固体電解質材料の特徴
2. Li2S-P2S5系ガラスセラミック電解質
3. 硫化物系固体電解質を用いた全固体リチウム二次電池
第8章 リチウムイオン二次電池の電解液とセパレータ
1. リチウムイオン電池とは
2. トポケミカル場
3. 電解液・セパレータへの機能付与
4. 機能発現と副作用の確認
5. 摺り合わせ技術の理解のために必要なスキル
6. 過去に実装されたリチウムイオン電池技術
6.1 セパレータ材料開発における機能化研究
6.2 電解液材料開発における機能化研究
6.3 負極材料開発における機能化研究
6.4 正極材料開発における機能化研究
第9章 放射光によるリチウムイオン電池の計測
1. 放射光X線の特徴
2. 電極・電解質界面の反応機構解析
2.1 リチウムイオン二次電池におけるヘテロ界面
2.2 全反射X線吸収分光法
2.3 深さ分解X線吸収分光法
2.4 全反射XAFS測定による界面計測
2.5 深さ分解測定による表面修飾機構解明
3. 活物質内の非平衡相変化挙動
3.1 活物質の相変化挙動
3.2 二相反応中の相変化挙動
3.3 高速反応中の準安定相
第10章 NMRによるリチウムイオン電池の計測
1. NMRの原理と特徴
1.1 ゼーマン効果
1.2 化学シフトとスピン結合
1.3 四重極核の場合
1.4 Motional Narrowingとイオンダイナミクス
2. NMRの進んだ技術
2.1 固体高分解能MAS-NMR
2.2 多重共鳴と二次元NMR
2.3 拡散係数,電気泳動度
2.4 NMRマイクロイメージング(マイクロMRI)
3. NMR装置の構成例
4. リチウム電池材料への応用例
4.1 負極材料への適用
4.2 正極材料への適用
4.3 電解質材料への適用
4.4 SEIと反応生成物への適用
第11章 ナトリウムイオン蓄電池用電極活物質・電解質の開発動向
1. ナトリウムイオン電池の構成
2. ナトリウムイオン電池における研究の歴史
3. ナトリウムイオン電池用負極活物質
4. ナトリウムイオン電池用電解液と負極の固体電解質被膜
5. ナトリウムイオン電池用正極活物質
6. “ナトリウムイオン電池”としての動作
第12章 イオン液体を用いたナトリウム二次電池の開発
1. 混合アルカリ金属ビス(フルオロスルホニル)アミド塩の性質
2. ナトリウム二次電池への応用
第13章 マグネシウム系二次電池の開発課題
1. Mg系二次電池の材料技術
2. Mg系二次電池の正極材料
3. アルキルマグネシウム錯体からなる電解質
3.1 アルキルマグネシウム錯体の構造と反応性
3.2 イオン液体の構造最適化
3.3 電解質の固体ゲル化の試み
第14章 可変静電容量電池の研究開発-高容量と高出力の両立を目指して
1. 可変静電容量電池のコンセプト
1.1 可変静電容量電池の実現方法
2. 複合材の構造
2.1 ポリアセン硫黄複合材の作製法
2.2 複合材の構造
2.3 充放電過程での構造変化
3. 充放電特性
3.1 可変静電容量
3.2 体積エネルギー密度とサイクル特性
3.3 出力特性
第15章 高エネルギー密度Li-S電池の課題と研究開発
1. リチウム-硫黄二次電池の原理
2. レドックスシャトル(多硫化物シャトル)
3. 一般的課題
3.1 出力特性
3.2 エネルギー密度
3.3 寿命
3.4 充放電効率
4. 正極材料の研究開発動向
4.1 カーボン-硫黄複合体電極
4.2 カーボン-硫化リチウム複合体
4.3 金属硫化物
5. 負極材料の研究開発動向
6. 電解液の研究開発動向
7. 硫黄極用集電体の研究開発動向
8. 全固体電池の研究開発動向
