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月刊機能材料 2018年11月号

  • NEW
【特集】高いエネルギー密度の実現を目指した新材料動向 

商品コード: M1811

  • 監修: 境哲男
  • 発行日: 2018年11月5日
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0286-4835

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著者一覧

境哲男  (国研)産業技術総合研究所
太田鳴海  (国研)物質・材料研究機構
齋藤唯理亜  (国研)産業技術総合研究所
向井孝志  ATTACCATO合同会社
池内勇太  ATTACCATO合同会社
山下直人  ATTACCATO合同会社
坂本太地  ATTACCATO合同会社
幸琢寛  技術研究組合 リチウムイオン電池材料評価研究センター 
小島由継  広島大学 
秋葉悦男  九州大学

目次

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【特集】高いエネルギー密度の実現を目指した新材料動向

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持続可能なエネルギーシステムの実現に向けた新機能材料
New Functional Materials for Realizing Sustainable Energy System

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ナノ多孔構造を導入したアモルファスシリコン負極膜の開発
Porous Amorphous Si Anode Films for All-Solid-State Li Batteries

 充放電の際,約4倍の体積変化がシリコン負極に起こる。この変化は有機電解液中で生じる固体電解質界面相保護膜の不安定化及び活物質材の微粉化に繋がり,充放電サイクルに伴う急激な容量低下を負極にもたらす。本開発ではこれらの課題に対しそれぞれ,無機固体電解質の利用及び活物質へのナノ多孔構造導入により取り組んだ。

【目次】
1.はじめに
2.充放電時に体積変化を経験する負極活物質の課題
 2.1 不安定な固体電解質界面相(Solid Electrolyte Interphase,SEI)保護膜
 2.2 活物質材の微粉化
3.充放電時に体積変化を経験する負極活物質のサイクル安定化
 3.1 有機電解液に替えて無機固体電解質を用いた取り組み
 3.2 活物質材にナノ多孔構造を導入した取り組み
4.まとめ

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高密度,高パワーを目指す二次電池のセパレータ設計
Designing of Separator Membranes for High Power Battery Systems

 電池の出力特性を支配する電池内のイオン易動度の向上を目指して,セパレータ内イオンの易動度,その大きさを決めるミクロ粘性率を個別に求め,セパレータの多孔構造パラメータとの相関性を調べた。また,可動イオン側の構造による移動性の違いも併せて検討し,空隙内イオン輸送を効率的に進めるための,膜とイオンの構造設計指針を提示した。

【目次】
1. 二次電池におけるセパレータの役割
2. セパレータ内のイオン移動の評価方法
3. セパレータの性能評価
4. 次世代セパレータの開発と評価―ポリプロピレン(PP)セパレータ―
5. 今後の課題

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ケイ酸系無機バインダをコートしたシリコン電極のサイクル特性と高エネルギー密度二次電池の開発
Cycle Performance of Silicon Electrode Coated with Silicate Based Inorganic Binder for High Energy Dencity Li-ion Secondary Battery

 単体Siを用いた負極の高容量化と長寿命化を両立すべく,高強度で優れた結着性を示すケイ酸系無機バインダに着目した。本稿では,ケイ酸系無機系バインダをコートしたSi負極のサイクル特性について述べるとともに,開発したSi負極とNCA正極とを組み合わせた5Ah級の電池について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. ケイ酸系無機バインダをコートしたSi負極のサイクル特性
3. 5Ah級の積層電池の試作
4. おわりに

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硫化物系全固体電池の構築プロセスと評価法
Construction Process and Evaluation Method for All-Solid-State Battery with Sulfide-Based Electrolyte

 硫化物系全固体リチウムイオン電池は,次世代のEV用電源の本命候補として大きな注目を集めており,近い将来の実用化が期待されている。本稿では,高性能と安全性の両立が可能な全固体電池について,その魅力と課題を現行のリチウムイオン電池と比較しながら説明し,さらに,全固体電池用に開発された構築プロセスや評価法などを紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 全固体LIBとその魅力
3. 全固体LIBの試作方法
4. 全固体LIB用の評価法の開発
5. LIBTECの取り組みとSOLiD-EVプロジェクトの紹介
6. おわりに

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高密度水素貯蔵材料の開発
Development of High Density Hydrogen Storage Materials

 水素を軽量でコンパクトに貯蔵するための「高密度水素貯蔵材料の開発」は,水素を高効率に利用するための重要な課題である。本稿では水素吸蔵合金,無機系材料,炭素系材料や液体水素化物等種々の水素貯蔵材料の特性(重量水素密度,体積水素密度)とその応用(水素エネルギーキャリア等)を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 水素貯蔵材料の特性
 2.1 水素吸蔵合金
 2.2 無機系材料(ケミカルハイドライド)
  2.2.1 ケミカルハイドライドの加水分解と加アンモニア分解
  2.2.2 ケミカルハイドライドの熱分解
 2.3 炭素系材料
 2.4 液体水素化物
3. 水素貯蔵材料の水素密度
4. 水素貯蔵材料の用途
5. おわりに

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水素貯蔵材料研究の最新動向
Research and Development of Hydrogen Storage Materials

 水素は常温常圧では気体であるため,固体や液体の燃料とは異なり貯蔵や輸送には,様々な技術を用いる必要がある。水素貯蔵材料は水素を固体に貯えることで貯蔵や輸送に用いるもので,高い水素貯蔵密度と安全性にその特徴がある。本稿では,水素貯蔵材料の特徴を述べた後,最近の研究開発動向を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 水素貯蔵材料の分類
3. 電気化学的利用
4. 燃料電池自動車など移動体への応用
5. 再生可能エネルギーの貯蔵のような定置式装置への応用
6. 太陽熱の蓄熱のような熱機関への応用
7. むすび

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[ 機能材料マーケットデータ ]

HV,PHV,EV の市場動向
Market Trend of HV, PHV, EV

 自動車の環境規制が世界各国で大幅に強化されることで車載電池需要が急拡大する見込みであり,電池メーカー,パーツメーカー各社は生産能力の増強を競っている。また,無公害車規制により日本で主流を占めていたHVは一部の国においてエコカーではないという扱いとなっており,EVやPHVの開発では当初は日本勢が先導してきたが,近年では海外勢が存在感を高めている。

【目次】
1. 概要
 1.1 アメリカの動き
 1.2 中国の動き
 1.3 ヨーロッパの動き
 1.4 中国以外のアジア諸国
2. 市場動向
 2.1 紙
 2.2 板紙
3. メーカー動向
 3.1 日本メーカーの動向
 3.2 米国メーカーの動向
 3.3 ヨーロッパメーカーの動向
 3.4 中国市場でのメーカー動向

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フラットパネルディスプレイ用ケミカルスの市場動向
Market Trend of Chemicals for Flat Panel Display

 フラットパネルディスプレイ市場は,90%以上を占める液晶の動きに大きく左右される。2015年の世界のフラットパネルディスプレイ市場は,パソコン(PC)市場は低水準であったが,4Kテレビや大型液晶テレビ,スマートフォンやタブレット向けが伸びて市場を牽引した。大型液晶全体の出荷数量は横ばい,出荷金額ベースは1%程度の伸びとなった。一方,中小型液晶では,スマートフォン向けの需要が伸びているが,単価は下落し出荷金額は若干減少している。有機ELについては,ウェアラブル端末の市場拡大が期待されるが,小型で単価が安いことや,スマートフォン向け製品の単価下落によって,出荷金額では成長の減速がみられた。こうした結果から,フラットパネルディスプレイの世界市場は,12兆3753億円となっている。これは,2014年の約11兆4691億円に比べ,7.9%の伸びである。今後は,その他のフラットパネルディスプレイの開発競争の激化が予想される。また,フラットパネルディスプレイの部材・構成材料の市場では,これまで日本メーカーが優位に立ってきたが,韓国や台湾,中国メーカーの部材国産化政策により一部材料では日本メーカーがシェアを落としている。

【目次】
1. フラットパネルディスプレイ市場
2. 液晶ディスプレイ市場
3. プラズマディスプレイパネル市場
4. 有機EL市場
5. 電子ペーパー市場
6. 液晶ディスプレイ構成材料
 6.1 概要
 6.2 光学フィルム
  6.2.1 偏光フィルム
  6.2.2 位相差フィルム
  6.2.3 視野角拡大フィルム
  6.2.4 拡散フィルム
  6.2.5 プリズムシート
  6.2.6 反射フィルム
 6.3 バックライトユニット
  6.3.1 バックライトの構成
  6.3.2 導光板
  6.3.3 LED光源
7. 有機EL構成材料
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