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出版物

最新のリチウムイオン二次電池の現状がここに!


【関連書籍】
 「EV/HEV用電池と周辺機器・給電システムの最適化・高効率化技術」  


最新リチウムイオン二次電池 

〜安全性向上および高機能化に向けた材料開発〜

発刊・体裁・価格

発刊  2008年2月  定価  69,000円 + 税
体裁  B5判 424ページ  ISBN 978-4-901677-96-7  詳細、申込方法はこちらを参照

→配布用PDFパンフレットを見る

 




☆安全性
●電池の発熱要因、過充電反応のメカニズム、熱挙動の解説、ガス発生反応など、
 市場のトラブル事例、各種不具合現象のメカニズムを徹底検証!
●各種不具合現象のメカニズムの解明! 内部短絡・過充電・外部短絡・外部過熱・劣化、特性変化・各種トラブル対策からみる安全性!

☆電極材料

●マンガン系、LiFePo4などの正極材料や黒鉛系、ポリアセンを用いた高出力負極材料の特徴、今後の展開を解説!
●有機、ポリマー、イオン液体、無機固体など色々な電解質の視点からみた安全性、各種の特徴を一挙公開!

☆大型化、事例、最新動向
●大型化における留意点、気になる安全性および大型化にともなう電池寿命、サイクル特性、保存特性、コスト問題、開発事例などをしっかりと解説!
●車載用、電力貯蔵システムなど、現在使われている応用事例から安全性、耐久性などを検証!
●高速充放電、全固体型リチウム二次電池からポリマー電池まで最新電池動向もしっかりとカバー!

リチウム電池

リチウム電池

執筆者一覧(敬称略)

●鳶島 真一(群馬大学)
●金村 聖志(首都大学東京)
●佐野 茂((財)ファインセラミックスセンター)
●佐野 充(名古屋大学)
●大崎 隆久(東芝電池(株))
●栄部 比夏里((独)産業技術総合研究所)
●小澤 秀清(富士通テクノリサーチ(株))
●山田 淳夫(東京工業大学)
●熊谷 直昭(岩手大学)
●門磨 義浩(岩手大学)
●金 呈a(岩手大学)
●安部 武志(京都大学)
●境 哲男((独)産業技術総合研究所)
●矢田 静邦((株)KRI)
●西原 康師(岡山大学)
●冨田 靖正(静岡大学)
●伊藤 敬人(三重大学)
●関 志朗((財)電力中央研究所)
●宮代 一((財)電力中央研究所)
●清野 美勝(出光興産(株))
●立花 和宏(山形大学)
●田坂 明政(同志社大学)
●中澤 弘実(岩手大学)
●近野 慎一(エナックス(株))
●松尾 博(マイクロ・ビークル・ラボ(有))
●吉野 彰(旭化成エレクトロニクス(株))
●廣中 俊也((株)東レリサーチセンター)
●藤原 信浩(藤原技術士事務所)
●橋崎 克雄(三菱重工(株))
●仁科 辰夫(山形大学)
●小山 昇(東京農工大学)
●高田 和典(物質・材料研究機構)

目次


第1章 安全性向上への取り組みとは?

第1節 リチウムイオン二次電池の安全性とは?
 はじめに
 1. リチウムイオン電池の動作原理
 2. リチウムイオン電池実用化の歴史的経緯と安全性の関係
 3. リチウム金属電池の安全性
 4. リチウムイオン電池の安全性評価の必要性と背景5
 5. 市販リチウムイオン電池の安全性確保対策
 6. リチウムイオン電池の市場トラブルの例
 7. 電池安全性評価の基本的考え方
 8. 電池が非安全になる基本的原因
 9. 電池材料の熱安定性
 10.電池使用上の注意事項
 11.まとめ

第2節 リチウムイオン二次電池に起こる不具合現象
 1.内部短絡とそのメカニズム
 2.過充電とそのメカニズム
 3.外部短絡とそのメカニズム
 4.外部加熱とそのメカニズム
 5.劣化および特性変化
 6.異物混入におけるトラブル
 7.各種トラブルにおける対策

第3節 材料から見たリチウムイオン二次電池の安全性とは
 はじめに
 1.正極材料およびその構造の安全性
 2.負極の安全性
 3.電解液の安全性
 4.セパレータの安全性

第4節 リチウムイオン電池の安全化技術
 1.リチウムイオン電池の発熱要因と安全機構
  1.1 電池内部の発熱
  1.2 リチウムイオン電池の材料と主な安全機構
   1.2.1 電池材料
   1.2.2 電池構成部品
 2.リチウムイオン電池の発熱反応解析−過充電時の自己発熱−
  2.1 過充電時の電圧、温度変化
  2.2 過充電時のガス発生反応
  2.3 過充電正極の構造変化
  2.4 種々の温度に保持した恒温槽中での過充電
  2.5 過充電状態の負極の熱挙動
  2.6 過充電反応のメカニズム
  2.7 過充電耐性の向上

第5節 イオン液体のリチウム電池の応用および安全性向上の取り組み
 1.緒言
 2.イオン液体の電池への応用と課題
  2.1 リチウム金属電池
  2.2 リチウムイオン電池
 3.イオン液体の電池における熱安定性
 4.まとめ

第2章 リチウムイオン二次電池の評価方法とは?

第1節 リチウムイオン二次電池の安全性評価
 (1)電気的試験(破裂・発火のないこと)
 (2)機械的試験(破裂・発火のないこと)
 (3)環境試験(破裂・発火のないこと)

 (a)電気的試験
 (b)機械的試験
 (c)環境試験

第2節 リチウムイオンイオン電池の寿命評価
 1.サイクル寿命評価
 2.高温放置劣化評価
 3.充電電流と放電電流の差によるサイクル寿命評価の差異
 4.充電電圧とサイクル寿命評価の差異

第3節 リチウムイオン電池の特性評価
 1.電池容量と電子機器の可動時間
 2.電池温度と電池容量
 3.充電電圧と電池容量
 4.充電特性

第4節 事故・破損の事例
 1.保護回路の動作でシステムが破損
 2.過充電・過放電防止スイッチの動作で回路が破損
 3.リチウムイオン二次電池が充電できず廃棄処分の事故事例
 4.インテリジェント・バッテリ・パックでの事故事例
 5.パルス充電による事故事例
 6.電池の漏液による事故事例
 (1)過充電防止スイッチと保護回路の耐圧を考える。
 (2)電池パックのコネクタピンの接続順序
 (3)過充防止・過放電防止スイッチのオフはハードウェアロジックでも制御

第3章 リチウムイオン二次電池材料

第1節 正極材料

第1項 マンガン系
 1.リチウムマンガンスピネルLiMn2O4
 2.層状リチウムマンガン酸化物Li1+x(NizCo1-2zMn2z)O2
 3.その他のMn系材料

第2項 オリビン型構造 LiFePO4
 1.緒言
 2.リチウムイオン電池の正極活物質について
 3.オリビン型LiFePO4の特徴
 4.LixFePO4における電荷輸送と2元系相図
 5.結晶構造精密化による充放電機構の解析
 6.反応エントロピー・平衡電位測定による充放電機構解析
 7.粒子サイズ効果
 8.溶解度ギャップと格子ミスマッチ・整合界面

第2節 負極材料

第1項 黒鉛負極
 1.黒鉛負極の特徴
 2.表面被膜
  2.1 生成機構
  2.2 添加剤
 3.高出入力用炭素材料
  3.1 高出入力用炭素材料とするために
  3.2 高出入力用易黒鉛化性コークス
  3.3 高出入力用難黒鉛性炭素材料
 4.黒鉛負極の今後の展開

第2項 ポリアセンを用いた超高出力負極
 1.ポリアセンとPAHs
 2.プリドーピング技術
 3.スーパーパワーLIB用超高出力負極

第3節 電解質

第1項 有機電解質系
 1.電解質の種類と特徴
  1.1 有機溶媒
  1.2 電解質塩
  1.3 イオン伝導性
  1.4 熱的安定性
  1.5 電気的安定性
 2.電池特性
 3.有機電解液の将来展望
  3.1 新しい電解質塩
  3.2 高耐電圧電解液

第2項 ポリマー電解質系
 1.ポリマー電解質の分類
 2.ドライポリマー電解質
  2.1 ポリエーテル系ポリマー電解質
  2.2 無機フィラー添加系ポリマー電解質
  2.3 シングルイオン型ポリマー電解質
 3.ゲルポリマー電解質

第3項 イオン液体電解質系
 1.イオン液体とは
 2.イオン液体を用いた電気化学デバイスの研究・開発例
 3.イオン液体を用いたリチウム二次電池の開発
  3.1 四級アンモニウム系イオン液体を用いたリチウム二次電池
  3.2 イオン液体電解質/電極界面デザインによる電池特性改善
  3.3 イオン液体の分子デザインによる電池特性改善

第4項 無機固体電解質系
 1.無機固体電解質の特徴
 2.酸化物系固体電解質
 3.硫化物系固体電解質
 4.無機固体電解質を用いた全固体リチウム電池

第4節 セパレータ
 1.はじめに
 2.リチウムイオン電池の構成とセパレータの役割
 3.微多孔膜セパレータの高性能化
 4.新規高機能セパレータの開発
 5.セパレータ/イオン性液体複合電解質膜の開発
 6.まとめ

第5節 バインダー
 1.バインダーの特性
 2.リチウムイオン電池用バインダー
 3.バインダーの接着メカニズム

第4章 電極の成膜

第1節 プラズマ重合法を用いた二次電池用炭素薄膜
 1.緒言
 2.実験方法
 3.結果および考察
  3.1 ベンゼンからの炭素薄膜の成膜
  3.2 エチレンからの炭素薄膜の成膜
  3.3 プラズマアシスト反応機構

第2節 スパッタリング法による薄膜リチウム電池の作製技術
 1.薄膜二次電池の構成、特徴
 2.薄膜二次電池の作製方法と評価方法
  2.1 サンプル作製方法
  2.2 評価方法
 3.薄膜電池に適した電極材料の検討
  3.1 電極材料の検討
   3.1.1 正極材料
   3.1.2 負極材料
  3.2 電極薄膜の膜厚の最適化
 4.まとめと今後の課題

第5章 バッテリパック
 1.バッテリ形状と容量の関係
 2.バッテリ用途
 3.ラミネートタイプのリチウムイオンバッテリ
 4.バッテリパックの種類
  4.1 バッテリセルを集合体としたバッテリパック
  4.2 モジュールを集合体としたバッテリパック
 5.バッテリパックの設計要件
  5.1  容積(大きさ)
  5.2  形状
  5.3  重量
  5.4  強度
  5.5  冷却性(放熱性)
  5.6  緊迫力
  5.7  バッテリセル間接続
  5.8  耐衝撃
  5.9  耐候性
  5.10 安全性
  5.11 その他
 6.バッテリパックの構成部品
  6.1 筐体
  6.2 入出力端子
  6.3 接続及び結線用配線類
   6.3.1 バッテリセル間接続
   6.3.2 バッテリセルと入出力端子間接続
  6.4 センサ類
  6.5 絶縁シート

第6章 大型リチウムイオン二次電池実用化に向けた取り組みとは?

第1節 大型化における留意点

第2節 大型電池の安全性
 1.JISおよびULに準拠した安全性評価
 2.UN危険物輸送に関する安全性試験
 3.ユーザー側の電池使用の安全について

第3節 大型電池の寿命
 1.サイクル特性
 2.保存特性

第4節 大型電池のコスト

第5節 大型電池による“マイクロ・ビークルの街”
 1.マイクロ・ビークルとは?
 2.マイクロ・ビークルの開発事例

第7章 耐久性向上に向けた取り組みとは?

第1節 リチウムイオン二次電池の長寿命化技術
 1.リチウムイオン二次電池の環境試験条件
 2.電池の主構成材料から見た劣化の分類と考察
 3.環境試験後の電池特性から見た劣化要因の分類と解析
 4.リチウムイオンのバランスズレ
 5.その他の劣化モードについて
 6.リチウムイオン二次電池の長寿命化技術

第2節 リチウムイオン電池の劣化分析評価
 1.正極の構造解析・劣化解析手法
 2.負極の構造解析・劣化解析手法
 3.SEIの分析手法

第8章 リチウムイオン二次電池の各種用途別における安全性、耐久性向上

第1節 車載用
 1.車載用リチウムイオン二次電池の製造技術と特性
  1.1 セル構造
  1.2 システム化
  1.3 製造上の課題
 2.安全性
  2.1 EV用電池の特質
  2.2 電池モジュールなどの充電管理
  2.3 発煙 ・発火 について
  2.4 電池材料
 3.耐久性向上、高寿命化
  3.1 用途別技術課題
  3.2 水分管理と電気絶縁シール技術
  3.3 電極間コンタクト
  3.4 充電電圧と過放電防止
  3.5 寿命向上のカーボン負極材料
  3.6 電池の内部抵抗
 4.高機能化
  4.1 モジュール化
  4.2 正極材料の開発動向

第2節 電力貯蔵システム
 1.電力貯蔵用リチウムイオン電池の開発例
 2.リチウムイオン電池を用いた電力貯蔵システムの開発例
  2.1 電力貯蔵用リチウムイオン電池
  2.2 電力貯蔵システムの安全対策
  2.3 電力貯蔵システムの経済性
 3.まとめ

第9章 リチウムイオン二次電池の今後およびポストリチウムイオン二次電池とは?

第1節 高速充放電リチウムイオン二次電池の開発
 1.電池の内部抵抗を分解して考える
 2.正極活物質の反応速度
 3.負極活物質の反応速度
 4.電解液のイオン伝導
 5.集電体金属との接触抵抗
 6.反応速度をマッチングさせる

第2節 全固体型リチウムポリマー二次電池
 1.はじめに
 2.ポリマー電解質とは
  2.1 固体ポリマー電解質
  2.2 ゲルポリマー電解質
 3.ポリマー系正極材料
  3.1 導電性ポリマー
  3.2 硫黄系ポリマー
  3.3 キノン系ポリマー
  3.4 有機ラジカルポリマー
 4.非金属系ポリマー材料の展望

第3節 全固体型リチウム二次電池
 1.全固体型リチウム二次電池の特長
 2.リチウムイオン伝導性固体電解質
 3.全固体型リチウム二次電池におけるナノイオニクス
 4.高出力化のための界面設計

番号:BB080202

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