全固体電池の基礎理論と最新動向を学ぶ

～ 結晶系、酸化物系、ガラス系 ～

講演1.全固体電池の基礎と現状、注目点（全般）

　本講演では全固体リチウム電池の特徴、性能などについて、既存の液系リチウム電池と比較しながら講義する。特に、全固体電池実現の基となった固体イオニクス材料の歴史や多様性について紹介する。また、全固体電池の開発状況や、その種類、構成について紹介する。

講演2.結晶系全固体電池の基礎理論と最新動向

　本講演では全固体リチウム電池の固体電解質として応用されている、結晶性硫化物のリチウムイオン導電体を中心に講義する。特に近年注目を集めている、Li10GeP2S12 系材料の開発の歴史を紹介しながら、一般的に用いられている材料の評価方法、解析手法などについて説明し、実際の電池性能を紹介する。

講演3.酸化物系固体電解質の基礎理論と最新動向

　高い安全性と信頼性が可能となる全固体電池の実現が期待されている。本講演では、酸化物系の固体電解質について、結晶構造と導電率の特徴について概説すると共に、最新の研究動向について紹介する。中でも、高いイオン伝導性を有することから酸化物系全固体電池の電解質材料として期待されているガーネット型の骨格構造を有するリチウムイオン伝導性酸化物について、材料開発の進展、結晶構造の特徴、化学組成と導電率の関係について概説すると共に、産総研で取り組んでいるガーネット型材料の溶融法による単結晶育成と詳細な結晶構造解析、電気化学測定についての最近のトピックス、ならびに酸化物系全固体電池への応用例について紹介する。

講演4.ガラス系固体電解質の基礎理論と最新動向

　無機固体電解質の中でも、ガラス（非晶質）固体電解質は自由体積由来の高いイオン伝導性を示すだけでなく、室温プレス成形のみで緻密化する優れた成形性を併せ持つため、全固体電池を実現するためのキーマテリアルの一つである。ガラスを加熱結晶化させて得られるセラミックスをガラスセラミックスと呼び、Li⁺イオン伝導体やNa⁺イオン伝導体において、準安定結晶相を析出させることによって、イオン伝導性の極めて高いガラスセラミックスが得られている。本セミナーでは、ガラス電解質の特長について概説した後、主に硫化物ガラス電解質のイオン伝導性と機械的性質について紹介する。次に、ガラス性液体の粘性挙動や結晶化プロセスを利用した電解質設計の考え方について述べ、最後に酸化物ガラス電解質への展開や全固体電池への適用についても発表する。