亜鉛空気二次電池の技術動向・劣化・スタック化の課題・将来展望とセパレータの開発事例

セミナープログラム

第1部　亜鉛‐空気二次電池の展望(一次電池の高性能化技術と二次電池化へのアプローチ)
【13：00-14：15】

講師：大﨑技術コンサルティング　代表　工学博士（元 東芝電池(株) 技監）　大﨑　隆久　氏

【講演主旨】
　亜鉛－空気電池は、高エネルギー電池として長い研究開発の歴史があり、既に一次電池は汎用的に使用されている。近年、革新的高エネルギー電池開発の観点から、ポストリチウムイオン電池としての空気電池が熱く注目されるに至っている。 ここでは、亜鉛－空気電池の基礎と特徴を詳説し、二次電池開発の課題とアプローチの基礎を解説する。

【キーワード】
・高エネルギー電池
・空気電池
・次世代電池

【講演ポイント】
・ポストリチウムイオン電池として注目されている空気電池について、本講演では亜鉛－空気電池をモチーフに空気電池の構造、作動原理、材料等の詳細を解説するとともに、二次電池化に向けた課題と研究開発の現状を解説する。

【習得できる知識】
・亜鉛－空気電池の基礎技術
・亜鉛－空気電池の二次電池化に向けたブレークスルー技術の概要

【プログラム】
1.空気電池を理解する　
　1-1.空気電池とは-その特徴と歴史-
　1-2.空気電池はなぜ高エネルギーか?-電池反応と構造-
2.実用化されている空気電池　
　2-1.亜鉛－空気電池の材料、構造、反応
　2-2.亜鉛－空気電池の放電性能
3.亜鉛－空気電池の二次電池化へのアプローチ　
　3-1.空気－亜鉛二次電池の開発課題と現状

【質疑応答】

第2部　亜鉛空気二次電池の現状と今後の展開
【14：25-15：40】

講師：九州大学　カーボンニュートラルエネルギー国際研究所　教授(副所長兼務)　石原　達己　氏

【講演主旨】
　金属―空気電池は、極めて大きなエネルギー密度を有する2次電池として開発が加速している。本講座では金属空気電池の2次電池化のための現状と課題を解説するとともに、とくに究極のエネルギー密度の達成が可能なLi-空気電池について説明する。また、エネルギー密度は少し劣るものの、現実性の高い電池として期待されているZn-空気電池の2次電池化に関して、現状と課題を紹介する。

【キーワード】
金属―空気電池、Zn-空気電池、2次電池化、空気極触媒、ペロブスカイト

【講演ポイント】
亜鉛空気電池は古い電池であり、一次電池としては安全性を含めて高い信頼性がある。2次電池化ができれば、今後の電気自動車などの電源として魅力的な電池である。亜鉛―空気電池の2次電池化は、長い研究歴にもかかわらず、現在までに十分に、達成できていない。本講演ではこのような2次電池化が困難な理由を理解するとともに、とくに空気極に着目して、2次電池化が近づいていることを紹介する。近年のナノ制御やメソポーラス構造の導入などにより、耐久性やサイクル特性が大きく向上できることを理解できる。今後の高容量電池としての亜鉛-空気電池の可能性を理解できることは有意義であると感じている。

【習得できる知識】
金属―空気2次電池の開発動向と実現性、空気極触媒開発の現状

【プログラム】
１．金属―空気電池の原理と種類
　1）金属―空気電池の原理
　2）金属―空気電池の歴史
　3）金属―空気電池の種類
　4）金属空気電池の２次電池化の課題
2．Zn-空気２次電池
　１）現状と課題
　　a）原理と特長
　　b）歴史と課題
　２）空気極触媒の現状
　　a）空気極の原理と課題
　　b）現在までの材料設計
　　c）ペロプスカイト型酸化物の空気極特性
　　d）新しい空気極触媒としてのスピネル酸化物
　３）繰り返し特性の向上のための課題
　　a）劣化と劣化機構
　　b）劣化抑制のための対策
　　c）設計指針
　４）セルとしての課題
　　a）Zn負極の現状と課題
　　b）電解液の現状と課題、添加物
　　c）セルとしての２次電池特性
　　d）劣化機構と対策
　　e）２次電池としての現状
　５）今後の展望と課題
　　a）スタック化と課題
４．２次電池化のための課題とまとめ
　　a）スタック化の課題
　　b）２次電池としての展望と課題
　　c）まとめ　3-4 分子結晶の構造と伝導性の相関

【質疑応答】

第3部　亜鉛二次電池用セパレータの開発と空気電池への展開
【15：50-17：05】

講師：公立諏訪東京理科大学　工学部機械電気工学科　准教授　小川　賢　氏　

【講演主旨】
　従来一次電池で利用されてきた亜鉛負極を用いた二次電池化するための試行錯誤について解説する。
　前半は、亜鉛負極から生成される充電生成物による短絡抑制としてセパレータ技術に関して解説し、後半は、そのセパレータを用いた種々亜鉛二次電池の特徴と空気電池へ発展させた際の課題について論じることとする。

【キーワード】
亜鉛二次電池、空気亜鉛電池、セパレータ

【プログラム】
1 亜鉛二次電池の有用性と課題
　1.1 最近の蓄電池市場動向
　1.2 リチウムイオン電池と共存する蓄電池
　1.3 亜鉛二次電池の魅力
2 亜鉛二次電池用セパレータ技術
　2.1 亜鉛充電生成物について
　2.2 耐短絡セパレータの設計
　2.3 有機/無機複合セパレータの紹介
3 有機/無機複合セパレータを用いた亜鉛二次電池
　3.1 既存の二次電池用正極を用いた亜鉛二次電池
　3.2 亜鉛空気電池の課題
　3.3 燃料電池として考える空気亜鉛電池

【質疑応答】　　　　　

セミナー講師

第1部　大﨑技術コンサルティング　代表　工学博士（元 東芝電池(株) 技監）　大﨑　隆久　氏

【経歴】
1975年3月　　東北大学大学院 工学研究科 応用化学専攻 博士前期課程　終了
1975年4月　　東京芝浦電気株式会社総合研究所（現 東芝 研究開発センター）
・(株)東芝および東芝電池(株)にて高エネルギー密度一次電池,二次電池の材料開発,製品設計、製造技術開発に従事
・社外役員：電気化学会理事,電池技術委員会幹事,九州大学講師(非常勤)等を歴任
2003年3月　　工学博士（東北大学）
2011年3月　　東芝グループを退職
2011年4月　　大﨑技術コンサルティングを設立
・新電池開発、電池設計、反応解析、電池製造技術等に関して数社の技術指導、事業コンサルティングを歴任、現在に至る

【受賞】
1992年10月　　関東地方発明表彰・発明奨励賞
2001年4月　　　電気化学会技術賞・棚橋賞

【著作】
・電池ハンドブック（オーム社）
・動力・熱システムハンドブック（朝倉書店）
・リチウムイオン電池技術(サイエンス＆テクノロジー社）
・リチウム二次電池の車載技術、劣化・トラブル要因とその対策（技術情報協会）
・金属・空気二次電池の開発と最新技術（技術教育出版社)
・リチウムイオン電池における高容量化・高電圧化技術と安全対策（技術情報協会）
など（いずれも分担執筆）

第2部　九州大学　カーボンニュートラルエネルギー国際研究所　教授(副所長兼務)　石原　達己　氏

【経歴】
昭和５９年３月　　九州大学工学部応用化学科卒業
昭和６１年３月　　同上　総合理工学研究科修士課程
　　　　　　　　　修了
昭和６１年４月　　同上　助手
昭和６３年１１月　大分大学工学部助手
平成元年４月　　　同上　講師
平成４年４月　　　同上　助教授
平成１５年５月　　九州大学工学研究院教授
平成２５年４月　　九州大学カーボンニュートラル・エネルギー
　　　　　　　　　国際研究所 副所長 （兼務）

【受賞】
平成７年　　日本化学会進歩賞
平成９年　　石油学会研究奨励賞
平成１０年　触媒学会奨励賞
平成１５年　石油学会論文賞
平成１７年　日本化学会学術賞
平成１７年　日経BP技術賞
平成２０年　化学センサ研究会
　　　　　　　平成２０年度（第１１回）「清山賞」
平成２３年　第４３回　市村学術賞「貢献賞」
平成２４年　Somiya Award 2012
平成２５年　平成２４年度触媒学会 学会賞（技術部門）
　　　　　　（社）日本鉄鋼協会 共同研究賞（山岡賞）
　　　　　　　第６７回日本セラミックス協会賞（学術賞)
平成２８年　Daiwa Adrian Prize 2016
令和３年　　2020年度　触媒学会学会賞（学術部門）

第3部　公立諏訪東京理科大学　工学部機械電気工学科　准教授　小川　賢　氏　

【経歴】
2022年4月 – 現在
公立諏訪東京理科大学 工学部機械電気工学科 准教授
2012年6月 – 2022年3月
株式会社日本触媒
2007年4月 – 2012年5月
セイコーエプソン株式会社 技術開発本部
2005年4月 – 2007年3月
独立行政法人日本学術振興会 特別研究員（DC2）

【受賞】
2019年5月
青葉工業会奨励賞 青葉工業会
2002年3月
電子情報通信学会東北支部成績優秀者表彰 電子情報通信学会東北支部

セミナー受講料

【1名の場合】44,000円(税込、テキスト費用を含む)
2名以上は一人につき、11,000円が加算されます。