紀伊國屋書店

出版社内容情報

【監修者】
田村　英雄　　大阪大学名誉教授・MH利用開発研究会会長

【編著者】
森田　昌行　　山口大学工学部応用化学工学科教授
池田宏之助　　燃料電池水素基盤技術懇談会会長・MH利用開発研究会副会長・佐賀大学・九州大学大学院非常勤講師・上村工業(株)監査役
岩倉　千秋　　大阪府立大学大学院工学研究科物質系専攻応用化学分野教授
松田　好晴　　関西大学先端科学技術推進機構研究員

【執筆者】（執筆順）
田村　英雄　　大阪大学名誉教授・MH利用開発研究会会長
池田宏之助　　燃料電池水素基盤技術懇談会会長・MH利用開発研究会副会長・佐賀大学・九州大学大学院非常勤講師・上村工業(株)監査役
松田　好晴　　関西大学先端科学技術推進機構研究員
森田　昌行　　山口大学工学部応用化学工学科教授
辰巳　国昭　　産業技術総合研究所生活環境系特別研究体次世代電池研究グループグループ長
野口　英行　　佐賀大学理工学部機能物質化学科教授
芳尾　眞幸　　佐賀大学理工学部機能物質化学科教授
池田　一崇　　本荘ケミカル(株)企画開発本部課長代理
宮下　孝洋　　新潟県工業技術総合研究所研究開発センター研究主幹
岡田　昌樹　　東ソー(株)南陽研究所主任研究員
菅野　了次　　東京工業大学大学院総合理工学研究科物質電子化学専攻教授
桑畑　　進　　大阪大学大学院工学研究科教授
石川　正司　　関西大学工学部応用化学科助教授
吉本　信子　　山口大学工学部応用化学工学科助手
藤波　達雄　　静岡大学工学部物質工学科教授
堤　　宏守　　山口大学大学院医学研究科応用医工学系助教授
渡邉　正義　　横浜国立大学大学院工学研究院機能の創生部門分子の機能分野教授
松本　　一　　産業技術総合研究所生活環境系特別研究体
栄部比夏里　　産業技術総合研究所生活環境系特別研究体
辰巳砂昌弘　　大阪府立大学大学院工学研究科機能物質科学分野教授
田中　　功　　京都大学大学院工学研究科材料工学専攻助教授
小山　幸典　　日本学術振興会特別研究員
足立　裕彦　　京都大学大学院工学研究科材料工学専攻教授
佐藤　峰夫　　新潟大学工学部化学システム工学科教授
生川　　訓　　三洋電機(株)モバイルエナジーカンパニーIP/法務ビジネスユニットリーダー
能間　俊之　　三洋電機(株)モバイルエナジーカンパニーR＆Dビジネスユニットエナジー研究所第２開発部部長
西　　美緒　　ソニー(株)マテリアル研究所所長
水谷　　実　　日本電池(株)研究開発センター副センター長
山地　正矩　　日本電池(株)研究開発センター常務取締役・研究開発センター長
新田　芳明　　松下電器産業(株)電池研究所電池開発グループマネージャー
長谷川正樹　　松下電器産業(株)電池研究所電池開発グループ
堤　　修司　　松下電器産業(株)電池研究所電池開発グループ
笠松　真治　　松下電器産業(株)電池研究所電池開発グループ
嘉山　美穂　　松下電器産業(株)電池研究所電池開発グループ
神田　　基　　科学技術振興事業団知的財産戦略室室長
田渕　順次　　NECトーキン栃木(株)製品技術部
櫻井　庸司　　NTTマイクロシステムインテグレーション研究所スマートデバイス研究部主幹研究員・グループリーダー
岩堀　　徹　 (財)電力中央研究所狛江研究所界面科学部上席研究員・部長
竹井　勝仁　 (財)電力中央研究所狛江研究所界面科学部上席研究員


監修の辞

序

第１章 リチウム二次電池の材料技術

　第１節　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

　第２節　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

第３節 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

第４節 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(LiNiO2系材料，およびスピネルLiMn2O4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LiCoO2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

　第５節　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

第１節 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 LiNi0.5Mn1.5O4正極
　　３．おわりに

第２節 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TiS2
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

第３節 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

　第４節　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

目次

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；リチウム二次電池の原理　ほか）
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；非酸化物系正極　ほか）
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；シングルイオン導電型高分子電解質　ほか）
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；ソニーのリチウムイオン二次電池　ほか）
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；大型電源用・定置型電池の展望　ほか）