概要

HEVやEVなどの環境対応自動車の需要拡大に伴い、Liイオン電池を始めとする二次電池の高容量化や大電流化、高信頼化に加えて低コスト化が強く望まれています。それを実現するためには、電極材料特性の向上とともに材料界面構造制御が非常に重要です。さらに、こうした電池材料開発には充放電過程における材料構造変化をその場観察することが不可欠です。そこで今回は、こうした観点から、電極材料および界面、ならびにその場解析に焦点を当てて、それらの材料構造解析における中性子利用の最新状況と放射光での状況を併せて紹介します。

開催日時

2014年12月2日（火） 10:00～16:55

場所

エッサム神田ホール
5階　イベントホール２（会場が変更になりました。）
〒101-0045 東京都千代田区神田鍛冶町3-2-2
Tel: 03-3254-8787

JR神田駅北口 徒歩1分
東京メトロ銀座線 神田駅 3出口前

申込方法

下記の内容をご記入のうえ、メールでお申し込みください。
——————————————–
 (1) お名前
 (2) ご所属
 (3) ご連絡先 （電話番号、メールアドレス）
 (4) 懇親会に  参加する / 参加しない
＊懇親会への参加を当日キャンセルされた場合、会費をいただきますのでご了承ください。
——————————————–

【申込み、問い合わせ先】
中性子産業利用推進協議会
事務局 桐原由美子
Email: info＠j-neutron.com
Tel: 029-352-3934

懇親会

神田駅近くの「ワインホール130」で懇親会を開催します。
施設側とユーザーのざっくばらんな意見の交換の場になります。ぜひご参加ください。
参加希望者は11月27日までにお申し込みください。
会費は当日いただきます。

会費:	¥2,000
時間:	17:15～19:15
会場:	ワインホール130 〒101-0047 東京都千代田区内神田3-18-8 ナルミビル4F

テーマ

二次電池の高性能化に向けた電池材料構造解析の最前線

プログラム

司会 : 研究会幹事 神山崇 （KEK）

10:00 – 10:05	開会挨拶	研究会主査 菅野了次 （東工大）
10:05 – 10:20	J-PARCの現状と中性子の産業利用J-PARC/MLFと茨城県BLの現状、J-PARC/MLFにおける産業利用の状況、2014Bにおける課題採択結果、ならびに、産業利用成果などを紹介する。	林 眞琴 （茨城県）
10:20 – 10:40	iMATERIAの現状と電池材料研究iMATERIAは高付加価値材料の創成を実現することを目指した産業利用目的の汎用型の材料構造解析装置である。基本的には粉末構造回折装置であるが、小角散乱や集合組織測定、ならびに広いQ-range測定も可能である。本講演では、iMATERIAの基本的な機能と産業利用の現状を紹介する。	石垣 徹 （茨城大）
【基調講演】
10:40 – 11:40	二次電池材料の構造解析の現状と今後の展開二次電池、特に軽元素であるリチウムを用いたリチウムイオン電池では、中性子を用いた構造解析手法によって、従来の電池の電池反応に比べて、その反応に関する詳細を調べることが可能になった。構造解析の手法を電池反応解析に適用されてきた歴史を振り返ると共に、現在の課題、さらにその将来を展望する。	菅野了次 （東工大）
11:40 – 12:40	昼食
【材料及び界面】
12:40 – 13:15	Liイオン電池正極材料の構造解析Liイオン電池正極材料の充放電過程では、Liの脱挿入過程の構造変化が特性を支配する重要なキーになる。この過程について、コインセルサイズの正極で中性子回折を用いて充放電過程の構造変化を捉えることに成功した。さらにまた、結晶PDF解析を先駆けて適用することで、平均構造では明らかにできなかった局所的な構造変化（歪み、秩序-無秩序配列）などについて中性子、放射光X線を用いて明らかにした。また、第一原理計算と構造解析で得られた結晶構造因子をデータとして用いたMEMにより求めた電子密度分布と比較検討を行うことで詳細な検討が可能になる。これらの方法を組み合わせて多角的に取り組んだことについて紹介する。	井手本 康 （理科大）
13:15 – 13:50	Li・Naイオン電池用新規正極材料の研究我々が発見したナトリウム含有鉄系新物質（Nature Communications，5,4358(2014)）は、対ナトリウムで3.8V（対リチウム換算では4.1V）の超高電圧を発生し、エネルギー密度でもリチウムイオン電池系と同等以上を見通すことができる。この新材料の詳細と中性子回折実験による検討状況について講演する。	山田淳夫 （東大）
13:50 – 14:25	RISINGプロジェクトにおける電池材料界面の研究リチウムイオン電池を始めとする二次電池の諸特性、特に寿命特性やレート特性には、電極材料の特性に加えて、電極－電解質界面での振舞いが大きく影響する。ナノオーダーでの界面挙動をその場観察するために、RISINGプロジェクトでは平滑な薄膜をモデル電極として用い、高輝度X線を用いたX線吸収分析によって電極状態を評価した。被覆や添加剤による修飾による界面状態の観察、電池特性に及ぼす効果のメカニズム解明を試みた事例を紹介する。	荒井 創 （京大）
14:25 – 15:00	中性子散乱による電池材料界面の研究電極と電解質との界面では材料バルクとは異なる組成、構造が現れ、電池特性が変化する。電池反応時における界面の組成、構造を実測することで、界面反応の本質を理解し、材料開発へ展開することが可能となる。本講演では、中性子反射率法をリチウム電池の電極/電解質界面に適用し、電極から電解液にわたるリチウムイオン分布を解析した結果を紹介する。	平山雅章 （東工大）
15:00 – 15:10	休憩
【その場構造解析】
15:10 – 15:45	SPring-8におけるLiイオン電池研究の現状イオン電池は、正極、負極、バインダー、セパレーター、電解質など様々な部材を含有する複雑系デバイスである。そのため作動中の電気化学反応と共に起きる劣化や律速過程、副次反応を理解するために有用なＸ線吸収分光法／Ｘ線回折法を用いた放射光その場構造解析はLiイオン電池の研究開発にとって無くてはならない存在になりつつある。本講演では、世界初となる大型放射光施設（SPring-8）に建設した蓄電池の研究開発に特化した専用ビームラインにおけるLiイオン電池研究の現状について紹介する。	福田勝利 （京大）
15:45 – 16:20	SPICAによるLiイオン電池研究の現状中性子線はＸ線に比べて軽元素からも情報が得られることが特徴の一つとなっている。これまでリチウムイオン二次電池の研究は、電極のバルク材料を基本に回折実験が行われてきた。J-PARC/MLFでは従来に比べ、より強い中性子強度が得られるため、バルクだけの評価に留まらず、電極界面の構造やリチウムイオンのダイナミクスにまで研究の幅が広がってきている。本発表では、回折実験、反射率実験、準弾性散乱実験を中心に、イメージングや小角散乱実験についても報告する。	米村雅雄 （KEK）
16:20 – 16:55	中性子、X線、放電曲線による実電池のその場劣化評価18650型リチウム電池（LIB）は、保存やサイクル試験に多用されているが、劣化要因の解明には電池を解体して分析する必要があった。一方、18650LIBの放電曲線から正負極利用率や正負極間の容量ずれを解析する手法が開発された。放電曲線解析はLIB開発に有効な手法であるが、実際の劣化現象との対応を検証してみる必要がある。そこで、SPring-8やJ-PARCを利用して、放電中の18650LIBのその場回折を測定し、放電曲線の解析結果と比較した。本発表では、その結果について報告する。	平野辰巳 （日立）
16:55 –	閉会挨拶	林 眞琴 （茨城県）

共催

中性子産業利用推進協議会
茨城県中性子利用促進研究会
総合科学研究機構 東海事業センター （CROSS東海）
J-PARC/MLF利用者懇談会

協賛

SPring-8利用推進協議会（予定）