次世代型二次電池材料の開発
技術者・研究者向けの専門書籍紹介
発刊日 2009年12月 ISBN 978-4-7813-0179-2
体 裁 B5判 201ページ
発刊にあたって
エネルギーは恒常的に供給されなければならない。人類にとって，これほど重要なものはないであろう。人類の生存にとって環境もまた重要な切り口である。これまでに自然が与えてくれたエネルギーを利用して，科学技術の発展を進めてきた。しかし，科学技術の発展は，結果的にエネルギー不足と環境への大きな影響を生み出した。残念ながら，科学技術の発展において，あまりにもエネルギーを粗末に扱ってきたためである。このような社会的な状況の中でエネルギーの有効利用が重要な課題となっている。自然エネルギーを利用する。再生可能なエネルギーを利用する。その他にも多くの提案がなされている。共通していることは，最終的なエネルギーの形態は電気エネルギーとなっている点である。電気エネルギーによって最終的なエネルギーマネージメントを行うためには，どうしても電気エネルギーを蓄積しておき，かついつでも取り出せるような媒体が必要となる。このエネルギー媒体として二次電池が大きな注目を集めている。しかし，これまでの二次電池では十分に対応しきれない領域の性能を求められていることも確かであり，今後新しい技術や材料が必要となっている。
現在の電池のレベルは低い。大きく電池を変貌させていくことが求められる。新しい特徴を有する次世代の電池を考えると，今後さらなる技術や材料の展開が必要であることは間違いない。将来，ユビキタス的に電池が使用されることも予想されるが，そのためにはまずは電池の姿自体が大きく変化することが必要であろう。
本書は，全固体型二次電池，金属‐空気電池など，次世代型と目される電池開発の材料研究の第一線で活躍される方々にご執筆いただき，まとめたものである。この分野に関心を持たれる関係諸氏の一助となれば幸いである。
（「はじめに」より抜粋）
2009年12月 首都大学東京 金村聖志
【第１編 全固体型二次電池材料の開発】
第１章 硫黄-銅正極（辰巳砂昌弘，林晃敏）
１．はじめに
２．硫黄-銅正極を用いた全固体電池
３．硫化リチウム-銅正極を用いた全固体電池
４．おわりに
第２章 高分子固体電解質と炭素系材料の組み合わせによる全固体型リチウム二次電池の開発（小林陽）
１．はじめに
２．これまでの報告例
３．電極作製法に着目した特性改善
3.1 電極作製プロセスの検討
3.2 導電材種の検討
3.3 結着材種の検討
3.4 サイクル特性と平板電池化，リチウムイオン電池化
４．まとめと今後の展開
第３章 電解質材料
１．全固体型リチウムポリマー電池の製作と電気化学特性評価（中山将伸）
1.1 はじめに
1.2 全固体型リチウムポリマー電池
1.3 全固体型リチウムポリマー電池の製作
1.4 全固体型リチウムポリマー電池の電気化学特性
1.4.1 製作した電池
1.4.2 サイクル特性
1.4.3 電気化学的手法による電池の反応と特性解析
1.4.4 電池内部の直接観察等による電気化学特性の解析例
1.5 おわりに
２．スター型高分子固体電解質（新谷武士，天池正登）
2.1 はじめに
2.2 スター型MESポリマーの特性
2.3 全固体型リチウムイオン二次電池
2.4 ラミネート型薄膜二次電池
2.5 今後の展開
2.6 おわりに
３．固体水素化物電解質（前川英己）
3.1 水素と水素化物
3.2 ハイドライドイオン伝導体
3.2.1 ハイドライドイオン含有酸化物
3.2.2 水素化物ハイドライドイオン伝導体
3.3 リチウムイオン伝導体
3.3.1 水素ドープα-Li3N
3.3.2 リチウムイミド（Li2NH）
3.3.3 リチウムボロハイドライド（LiBH4）
４．硫化物系ガラスセラミック固体電解質（辰巳砂昌弘，林晃敏）
4.1 はじめに
4.2 硫化物ガラス固体電解質
4.3 Li2S-P2S5系ガラスセラミック固体電解質
4.4 Li2S-P2S5-P2O5系ガラスセラミック固体電解質
4.5 おわりに
５．チオリシコン固体電解質（菅野了次）
5.1 はじめに
5.2 リチウムイオン導電体
5.3 チオリシコン
5.4 チオリシコンの全固体電池への展開
5.5 今後の課題
６．多孔体セラミックス固体電解質（金村聖志）
6.1 全固体電池の作製
6.2 多孔体の作製
6.3 多孔構造を用いた電極系の作製
6.4 多孔構造を用いた電池の作製
6.5 おわりに
第４章 界面設計
１．全固体リチウム電池における高出力界面設計（高田和典）
1.1 はじめに
1.2 全固体リチウム電池におけるナノイオニクス
1.3 高出力界面の設計
1.4 おわりに
２．全固体リチウム電池の電極-電解質界面構築手法（林晃敏，辰巳砂昌弘）
2.1 はじめに
2.2 電極複合体の設計
2.3 酸化物コーティングによる電極-電解質界面修飾
2.4 メカノケミカル法による電極-電解質ナノ複合体の構築
2.5 おわりに
第５章 構造設計
１．フレキシブルラジカルポリマー電池（小柳津研一，西出宏之）
1.1 はじめに
1.2 フレキシブル電池を指向した電極活物質
1.3 ラジカルポリマー電極
1.4 フレキシブルラジカルポリマー電池
1.5 フレキシブル化を指向した新型ラジカル電池
1.6 おわりに
２．三次元電池（金村聖志，寿雅史）
2.1 はじめに
2.2 三次元電池の構造
2.3 単粒子測定による活物質自身の評価
2.4 三次元電池の作製
2.5 三次元電池の発展
【第２編 金属-空気電池材料の開発】
第１章 空気極カーボン材料（林政彦）
１．はじめに
２．空気極の構造および三相界面
2.1 反応層中のカーボン材料
2.2 ガス供給層中のカーボン材料
３．空気電池用カーボン材料と電気化学特性
3.1 反応層用カーボン材料の概要
3.2 酸素還元特性とカーボン材料の性状との相関
3.3 二元機能（酸素還元・酸素発生）特性とカーボン材料の性状との相関
４．カーボン材料の非水電解液中での酸素還元特性
4.1 リチウム空気電池の概要
4.2 種々のカーボン材料を空気極に用いたリチウム空気電池の電気化学特性
4.3 非水電解質中での酸素還元特性とカーボンの性状との相関
５．おわりに
第２章 負極材料
１．鉄／ナノ炭素複合負極（江頭港）
1.1 金属-空気二次電池負極の概要
1.2 鉄-空気二次電池についての概説
1.3 鉄-ナノ炭素複合負極の設計および特性
２．リチウム-固体電解質複合負極（今西誠之）
2.1 はじめに
2.2 複合負極の構成
2.3 複合負極の電気抵抗
2.4 中間層としてのポリマー電解質
2.5 弱酸リザーバーと複合負極
2.6 セルの電気化学挙動
2.7 まとめ
第３章 新型リチウム-空気電池の開発（周豪慎）
１．はじめに
２．リチウムイオン電池の容量向上の制約
３．リチウム-空気電池
４．新型リチウム-空気電池の提案
５．新型リチウム-空気電池からリチウム燃料電池の提案
６．新型リチウム-空気電池の問題点
７．新型リチウム-空気電池の発展方向
８．おわりに
【第３編 次世代型二次電池開発の動向】
第１章 光空気二次電池（阿久戸敬治）
１．はじめに
２．光空気二次電池の概要
2.1 基本構成と充放電反応イメージ
2.2 光充電（再生）の原理
３．負極に水素吸蔵合金を用いた電池系における光充放電機能の実現
3.1 電池構成
3.2 光充放電機能実現への課題
3.3 金属水素化物の解離（自己放電）抑制
3.4 光充電を実現するエネルギーレベルの形成
４．SrTiO3-LaNi3.76Al1.24Hn｜KOH｜O2系電池の光充放電挙動
５．おわりに
第２章 ニッケル亜鉛電池の開発動向（井上博史）
１．はじめに
２．両極での反応
３．課題解決に向けた最近の取り組み
3.1 添加物（無機化合物）の効果
3.2 添加物（有機化合物）の効果
3.3 活物質の形態制御
3.4 ヒドロゲル電解質の効果
４．おわりに
