★ 固体電解質や電極接合体の作製プロセスが性能に与える影響！

全固体電池に向けた固体電解質、電極複合体の設計と作製

【提携セミナー】

主催：株式会社技術情報協会

講座内容

本講座では，まず，全固体電池の電極の高密度化に向けた指針に関して，数値シミュレーションを用いた結果を基に電池材料の粒子サイズ制御の重要性を解説する。その上で，硫化系固体電解質の一種であるLi3PS4の粒子サイズ制御手法を紹介する。また，液相合成法における操作条件が粒子サイズや粒子形状に与える影響を解説した上で，サイズ/形状制御の指針を解説する。

圧粉型全固体電池のための材料開発の合理性を高める可能性のある研究例を紹介する。

実用化が迫る全固体型のリチウム電池と、全固体電池に不可欠な固体電解質について、研究と開発の動向について説明する。その次の世代として期待されている、高容量な硫黄活物質を用いた、全固体型のリチウム硫黄電池について、その特徴と、研究の実際について詳細に解説する。

我々は硫化物系固体電解質の原料の一つである硫化リチウム（Li2S）の高純度製造技術を有している。この強みを活かしてこれまで，種々の硫化物系固体電解質およびそれを用いた全固体電池の研究開発を進めてきた。本稿では硫化物系固体電解質の特徴ならびに特性のさらなる向上を試みた事例について紹介する。

習得できる知識

• 全固体電池における粒子径制御の重要性・硫化系固体電解質の紹介・固体電解質液相合成法・Li3PS4粒子の粒子サイズ/形状制御
• 圧粉による無焼結型全固体電池材料の設計指針
• 全固体電池用塩化物材料に関する知識
• 全固体電池、LGPS系固体電解質、リチウム硫黄電池、硫黄正極複合体

担当講師

１．大阪公立大学　大学院工学研究科　物質化学生命系専攻　化学工学分野　准教授　博士(工学)　大崎 修司 氏

２．名古屋工業大学　大学院工学研究科　しくみ領域　助教　博士(工学)　谷端 直人 氏

３．東京工業大学　科学技術創成研究院　准教授　博士(理学)　鈴木 耕太 氏

４．出光興産(株)　先進マテリアルカンパニー　リチウム電池材料部　材料開発センター　材料開発グループ　主任部員　井関 勇介 氏

セミナープログラム（予定）

【10:00-11:30】

１．全固体電池用の固体電解質ナノ粒子合成
大阪公立大学　大崎 修司 氏

１．全固体電池における粒子設計について
1.1 全固体電池の概略
1.2 求められる電極構造

２．数値シミュレーションを活用した電極構造解析
2.1 離散要素法（DEM）の紹介
2.2 電池材料特有の粒子物性の考慮
2.3 電極緻密化への小粒子添加効果
2.4 粒子の付着力が電極構造に与える影響
2.5 粒子の塑性変形性が電極構造に与える影響

３．硫化系固体電解質の粒子サイズ制御
3.1 硫化系固体電解質の紹介
3.2 Li3PS4の液相合成
3.3 原料粉砕を援用したLi3PS4粒子合成
3.4 原料の溶解析出法を援用したLi3PS4粒子合成
3.5 Li3PS4粒子のサイズ制御

４．Li3PS4粒子の合成メカニズムと粒子サイズ/形状制御
4.1 液相合成における反応温度の影響
4.2 液相合成における衝撃力の影響
4.3 液相合成によるLi3PS4粒子の粒子サイズ/形状制御

【質疑応答】

【12:10-13:40】

２．圧粉による無焼結型全固体電池材料における設計指針
名古屋工業大学　谷端 直人 氏

１．圧粉による無焼結型全固体電池材料のための計算スクリーニング(主にLi-Cl系)
1.1 Li拡散係数
1.2 熱力学的安定性
1.3 変形能
1.4 Li-Cl系スクリーニング材料の実験的評価
(1)回折測定
(2)交流インピーダンス測定
(3)緩和時間分布測定
(4)SEM観察
1.5 剛性率による変形能の設計指針

２．圧粉による無焼結型全固体電池材料のための計算スクリーニング (Na系への応用）
2.1 Li拡散係数
2.2 熱力学的安定性
2.3 変形能
2.4 Na-Cl系スクリーニング材料の実験的評価
(1)回折測定
(2)交流インピーダンス測定
(3)緩和時間分布測定
(4)SEM観察
(5)NMRの縦緩和測定によるNa拡散性評価

３．全固体リチウム二次電池における電極-電解質材料の組み合わせ指針
3.1 電気化学的安定性に基づく組み合わせ指針
3.2 HSAB則に基づく組み合わせ指針

【質疑応答】

【13:50-15:20】

３．硫化物系固体電解質の開発と正極複合体の作製
東京工業大学　鈴木 耕太 氏

１．全固体リチウム電池の概要
1.1 全固体リチウム電池の特徴
1.2 全固体電池に用いられる固体電解質の特徴
1.3 固体電解質の開発の歴史

２．超イオン導電体Li10GeP2S12
2.1 Li10GeP2S12発見の経緯
2.2 Li10GeP2S12の特徴
2.3 Li10GeP2S12系材料を用いた電池の性能
2.4 Li10GeP2S12系材料の最新研究

３．全固体リチウム硫黄電池の概要
3.1 硫黄系活物質
3.2 導電助剤
3.3 固体電解質
3.4 複合化手法

４．硫黄正極複合体の具体例
4.1 複合体の作製プロセス
4.2 複合体の構造
4.3 複合体の電気化学特性

５．総括

【質疑応答】

【15:30-17:00】

４．硫化物系固体電解質の高性能化に向けた取組み
出光興産(株)　井関 勇介 氏

１．はじめに

２．硫化物系固体電解質の開発経緯

３．二元系固体電解質

４．ハロゲン添加系ガラスセラミクス型固体電解質

５．アルジロダイト結晶型固体電解質

６．全固体電池への適用

７．まとめ

【質疑応答】

公開セミナーの次回開催予定

開催日

2023/12/20（水）10:00~17:00

開催場所

Zoomによるオンライン受講

受講料

1名につき66,000円(消費税込･資料付き)
〔1社2名以上同時申込の場合1名につき60,500円(税込)〕

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