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令和6年11月21日 （木）
◀ 機能界面設計工学特論 ▶

リチウムイオン二次電池における 電極構造の基礎と電極スラリーの設計法 ～電極と電池性能の関係から二次電池のパワーマネジメントまで～

調合・混合・攪拌・分散・塗布・乾燥・プレス・注液

図   1 .  388
調合・混合・攪拌・分散・塗布・乾燥・プレス・注液
© K.Tachibana * , C1 Lab.

スラリーやインクの 塗工には、 混合、撹拌、分散、 乾燥と言った工程が含まれます 1 ) 。

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バインダーのスプリングバック

図   2 .  378
バインダーのスプリングバック
©K.Tachibana
1 電池の動作原理と電気化学の基礎 　1-1 電池の歴史と電池材料 　1-2 リチウムイオン二次電池の構造 　1-3 電気化学の三要素－アノード、カソード、電解質－ 　1-4 電気伝導－電気の流れ方と導電率 　1-5 電池の起電力－電極界面と電極電位－ 　1-6 電極反応と過電圧－電気分解反応と理論分解電圧－ 　1-7 電池の放電容量と不可逆容量－電池容量とエネルギー密度－ 　1-8 電池の内部抵抗と電圧降下－レート特性－ 　1-9 電池の充電と放電－サイクル特性と安全性・信頼性－ 　1-10 電池の耐過充電性－副反応と充電効率－ 2 電気化学測定と電極構造 　2-1 ビーカーセルによる部材特性の理解とコイン電池によるデバイス評価 　2-2 充放電曲線から読む放電容量と接触抵抗 　2-3 サイクリックボルタモグラムから読む放電容量と接触抵抗 　2-4 コールコールプロットから読む溶液抵抗とバインダーの膨潤 　2-5 粉体混合による活物質表面の変化と電池性能への影響 　2-6 電極スラリーの経時によるゲル化とインピーダンス測定によるポットライフ管理 　2-7 過充電による電解液分解と炭素材料の膨張・集電体からの剥離 　2-8 塗布ムラによる電極の凹凸からくる選択的電流集中と電解液の電気分解 　2-9 活物質の表面誘電率が炭素アンダーコートによる接触抵抗低減効果に及ぼす影響 　2-10 集電体表面処理と電極スラリー密着性 3 電極スラリー設計と電池性能への影響 　3-1 水系バインダーによる電極スラリーのアルカリ化と集電体の耐食性 　3-2 溶剤系バインダーの極性官能基と集電体と炭素導電助材の密着性 　3-3 誘電率の異なるバインダー樹脂と電解液の分解電圧の関係 　3-4 過充電時におけるバインダー樹脂と炭素粒子界面破壊 　3-5 分散剤や界面活性剤の残存が電池性能に与える影響 　3-6 二重結合を含むバインダー樹脂と電流リークの関係 　3-7 炭素表面官能基が与える集電体との接触抵抗に与える影響 　3-8 溶媒の種類が炭素導電助剤表面に生成する正極ＳＥＩに与える影響 　3-9 活物質の表面誘電率と分散剤の誘電率の組み合わせが正極ＳＥＩに与える影響 　3-10 乾燥における電極スラリー中の導電ネットワーク形成 4 リチウムイオン二次電池のパワーマネジメント 　4-1 単電池と組み電池 　4-2 ZigBeeを使ったリモートセンシングによる電池のモニタリング 　4-3 ＩｏＴを使ったバッテリシステムの制御の劣化診断 　4-4 kinoma create, Arduino, Raspberry Piの比較 　4-5 電力自由化に向けたクラウドデータベースとＩｏＴ