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特集　リチウムイオン二次電池の長期信頼性に向けた取り組み

2050年カーボンニュートラル実現に向けて，リチウムイオン二次電池は自動車や他のモビリティの電動化，そして再生可能エネルギーの電力貯蔵手段の一つとして期待される．リチウムイオン二次電池の更なる普及に向けて，長期にわたる信頼性を確保する事が必須である．
　本特集では，液系電池の信頼性に直結する長寿命と高い安全性を担保するため，各電極材料の構造安定性，および高度解析手法を用いた電池評価技術に関する最新の知見を紹介する．　（特集担当委員：藤田　悟，幾原裕美）

■ リチウムイオン二次電池の性能・信頼性・安全性確保に向けた取り組み

今井　英人

リチウムイオン二次電池の一層の高容量化，低コスト化が進められていると同時に，製品市場における信頼性・安全性の確保が必須となっている．従来課題を超える新材料開発とその材料に特有の課題解決を進めるための評価解析技術の開発が重要になっている．

■ 電極／セル内反応分布のoperando観察─光学観察と中性子回折の適用─

荒井　創・池澤　篤憲

リチウムイオン電池の出力特性や寿命に影響を与える，電極・セル内における反応分布を測定・解析する手法として，光学観察および中性子回折を適用した事例を紹介する．

■ 軟X線・高X線吸収分光法を用いた正極材の電荷補償機構の解明

藪内　直明

次世代の蓄電池材料として期待されているカチオン不規則配列岩塩型構造の材料を対象として，アニオン種による電荷補償機構をX線吸収分光法で調べた結果について紹介する．

■ 高温サイクル劣化がHigh-Ni正極の熱安定性に与える影響

駒形　将吾・近藤　広規

高容量なhigh-Ni正極は次世代の車載用電池の正極材料として実用化が進んでいる．本稿ではhigh-Ni正極として注目されるLiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂の劣化と熱安定性の関係を述べる．

■ 正極活物質における格子酸素安定性の実験的評価

中村　崇司・雨澤　浩史

蓄電池の安全性向上に向けて，酸化物材料からの酸素脱離抑制は重要な技術課題である．その実現には，酸素脱離のメカニズムを理解し，格子酸素安定性を決定づける要因を解明することが不可欠である．本稿ではリチウムイオン電池正極活物質Li(Ni,Co,Mn)O₂を対象に，格子酸素安定性を実験的に評価した例を紹介する．

■ 化学溶液法による正極膜の作製と充放電による微細構造変化

幾原　裕美・高　翔・クレイグ　フィッシャー・桑原　彰秀

モデル正極配向膜を作製して，充放電による原子レベルの構造変化について走査型透過電子顕微鏡により観察することで，膜表面や膜内部の構造欠陥を特定化し，リチウムイオン伝導との相関性について考察した．

■ 高信頼性を備えた急速充電電池開発─チタンニオブ酸化物応用─

原田　康宏

電気自動車(EV)の普及・利便性向上のために充電１回あたりの走行距離伸長と充電時間の短縮が求められている．東芝では，主に商用車の電動化に向けて信頼性に優れ，超急速充電が可能な次世代電池を開発しており，本稿では試作電池の性能について紹介する．

■ リチウムチタン酸化物負極の入出力特性─電子伝導性との相関─

有吉　欽吾

リチウムイオン電池の負極材料のひとつであるリチウムチタン酸化物は，充電反応にともなって絶縁体から金属導体へと変化する．本稿では，この電子伝導性の変化がリチウムチタン酸化物負極の入出力特性に及ぼす影響について，電極内の電子伝導経路の観点から解説する．

■ Si系負極材料─SiO負極の開発─

山田　將之

高容量リチウムイオン電池の材料開発に関して，正極ではLiCoO₂に代わる材料としてLi[NiCoAl]O₂や高電圧対応LiCoO₂などが製品化されてきた．負極については炭素材料代替として成功した実用材料は少ない．本報では製品適用に成功したSiOに関して，開発経緯や電極特性などを紹介する．

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