【正文】 （記者：狩集 浩志）。 　　據(jù)村田制作所介紹，該公司還在25℃～3C范圍內(nèi)改變放電率的試驗(yàn)，％的容量。 　　充放電試驗(yàn)結(jié)果顯示，初次充電（，25℃）時(shí)LVP單位重量的容量可達(dá)到102mAh/g，放電時(shí)容量可達(dá)到75mAh/g。 　　固體電解質(zhì)采用具有聚陰離子（Polyanion）架構(gòu)的氧化物類固體電解質(zhì)LAGP（（PO4）3）。（記者：狩集 浩志）【電池研討會】村田就采用氧化物類固體電解質(zhì)的全固體電池發(fā)表演講，可在－10℃低溫下充放電　村田制作所在“第51屆電池研討會”（11月9～11日，愛知縣產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)中心）上，以“采用氧化物類固體電解質(zhì)的積層燒結(jié)型全固體電池的研究”（演講序號：1G16）為題發(fā)表了演講。 　　據(jù)介紹，雖然巴斯夫的固溶體類正極材料“HENCM”目前正在開發(fā)之中，但是到2011年第一季度，1C放電時(shí)的比容量將從2010年第一季度的150mAh/g提高到225mAh/g。 　　演講中介紹，巴斯夫與戶田工業(yè)一同從美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室（Argonne National Laboratory，ANL）獲得了三元系正極材料相關(guān)專利的使用許可。 【AABC】巴斯夫正在開發(fā)的固溶體類正極材料的比容量達(dá)到225mAh/g　德國巴斯夫公司（BASF）在正于美國帕薩迪納(Pasadena）舉辦的車載電池討論會“AABC 2011”的“Large Lithium Ion Battery Technology and Applications（LLIBTA）”上，發(fā)表了題為“NCM Cathode Materials for Electromobility”的演講。我們將其稱為自活性化Li2MnO3類固溶體。 　　我們通過在Li2MnO3與Li2TiO3的固溶體合成中采用碳還原工藝，開發(fā)出還原了部分四價(jià)錳的材料體系，在2010年的電池討論會上進(jìn)行了發(fā)表。不過，研究表明，錳的一部分被還原后，會起到活化元素的作用。 ——最近您在開展什么樣的研究？ 　　最近我們對具有高含鋰量的Li2MnO3本身很感興趣。一種旨在提高放電電壓。 　　不過，如果單獨(dú)使用鐵，與使用鎳和鈷的固溶體類正極材料體系相比，放電電壓偏低。但形成Li3MnO2‐LiFeO2的固溶體后，充放電即可實(shí)現(xiàn)。其中，Li2MnO3‐LiFeO2的相關(guān)研究成果從2002年起就已經(jīng)開始發(fā)表。 ——請問您關(guān)注固溶體類正極材料的契機(jī)是什么？ 　　我從10多年前開始著手研究固溶體類正極材料。這就需要高含鋰化合物制成的大容量正極材料。另一方面，直接使用鋰金屬還比較困難。（采訪人：狩集 浩志） ——在新一代鋰離子充電電池材料研發(fā)中哪一方面比較重要？ 產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所田渕光春　　我認(rèn)為重要的是正極材料的開發(fā)。為了達(dá)成實(shí)用化目標(biāo)，該部門正在就制造問題與鋰離子充電電池正極材料廠商田中化學(xué)研究所進(jìn)行合作。（記者：狩集 浩志） 讓我們期待可與各種負(fù)極相組合的固溶體類正極材料　　固溶體類正極材料（Li2MnO3‐LiMO2（M：鎳、鈷、錳等金屬）除了具有超過280mAh/g的極高的比容量之外，還是備受矚目的新一代鋰離子電池正極材料。 　　第一天豐田的全固體電池研究人員做了四場技術(shù)發(fā)表，顯現(xiàn)出了在該領(lǐng)域的大干一場的氣勢。其他）”會議，可容納200人的會場坐滿了與會者，有不少與會者甚至找不到座位。（記者：河合 基伸） 【電池討論會】全固體電池發(fā)表接連不斷，豐田及村田等首日登場G會場的現(xiàn)場（點(diǎn)擊放大）　　2010年11月9日“第51屆電池討論會”（會期：11月9～11日，地點(diǎn)：愛知縣產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)中心）在名古屋開幕。首先將在1～2年內(nèi)，推出像陶瓷電容器那樣的小尺寸產(chǎn)品。據(jù)稱，目前成品率在9成以上。 　　為實(shí)現(xiàn)一次性燒制，NAMICS通過反復(fù)改進(jìn)材料的粒徑分布、添加劑及前處理等工藝，解決了高溫?zé)埔鸬母鲗觿兟浜筒牧匣ハ鄶U(kuò)散的影響等問題。然后，將多片重疊，再裁切至所需的大小。（圖：本站根據(jù)NAMICS的資料制作）　　生產(chǎn)采用了與陶瓷電容器相同的一次性燒制的方法。 圖1：新型蓄電器件誕生、蓄電容量為210μAh的全固體電池。例如，30層時(shí)為40μAh（），100層就為142μAh（）。“3225尺寸”，蓄電容量為210μAh（圖1）。 　　正極為LiMn2O4類，負(fù)極為Li4Ti5O12類復(fù)合金屬氧化物和鋰離子充電電池使用的材料。會有哪些用途呢？我們想問問大家”（NAMICS代表董事社長小田島壽信）。另外，此項(xiàng)研究是日本新能源及產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)）啟動(dòng)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究資助項(xiàng)目之一。 　　林晃敏表示，為了今后進(jìn)一步提高工作電流密度，計(jì)劃對電極活性物質(zhì)的表面處理進(jìn)行詳細(xì)研究。此次，通過在電極活性物質(zhì)周圍自行形成固體電解質(zhì)相，與以往僅通過混合粉末制成的電極電解質(zhì)復(fù)合體相比，形成了更優(yōu)良的固體界面。 　　通過詳細(xì)研究基于硫化物類物質(zhì)的固體電解質(zhì)結(jié)晶時(shí)的溫度，103S/cm（室溫）。全固體鋰離子充電電池由于無需使用具有起火及漏液危險(xiǎn)性的有機(jī)電解液，因此，安全性得到了提高。（記者：富? 悠太）導(dǎo)電率與液體相當(dāng)！大阪府立大學(xué)開發(fā)出新型全固體鋰離子充電電池用固體電解質(zhì)大阪府立大學(xué)助教林晃敏開發(fā)出了可提高全固體鋰離子充電電池輸出特性的技術(shù)?！跋Ｍㄟ^對處理所用材料及構(gòu)筑方法的深入探索，力爭進(jìn)一步提高性能，盡早使其實(shí)現(xiàn)實(shí)用化”（林晃敏）。通過上述措施，大幅提高了全固體電池整體的工作電流密度。另外，全固體電池由于是在電極電解質(zhì)界面上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，要提高輸出特性，良好的固體界面的形成至關(guān)重要。但此技術(shù)的實(shí)用化“仍需進(jìn)行數(shù)年的研究開發(fā)”（林晃敏）。該技術(shù)具體內(nèi)容為導(dǎo)電率提高到與液體電解質(zhì)同等水平的無機(jī)固體電解質(zhì)和可實(shí)現(xiàn)高速電荷移動(dòng)的電極－固體電解質(zhì)界面的構(gòu)筑方法。 　　據(jù)稱，今后將逐一解決固體電解質(zhì)長期穩(wěn)定性和正負(fù)極的最佳組合等實(shí)用化課題。具體而言，電流密度在14mA/g時(shí)，顯示了超過120mAh/g的放電容量。已確認(rèn)，容量超過120mAh/g，即使反復(fù)充放電10次左右，性能仍不會劣化。正、負(fù)極材料分別使用鈷酸鋰（LiCoO2）和銦（In）并測定了充放電特性。 　　研究團(tuán)隊(duì)在材料探索的同時(shí)，也加強(qiáng)了實(shí)用化方面的努力。（c）圖上部為鋰離子的熱振動(dòng)情形，鋰離子在上下方向（c軸方向）劇烈振動(dòng)并影響離子傳導(dǎo)。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)構(gòu)成材料中鋰所占比例很高，從而證實(shí)了離子傳導(dǎo)率提高的原因。 　　分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Li10GeP2S12具有不同于此前固體電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)（圖2）。（菅野） 探明了結(jié)構(gòu)和鋰的分布 除提高離子傳導(dǎo)率之外，此次研究的另一重大成果是對Li10GeP2S12結(jié)構(gòu)的分析。 　　此次的成果是通過“對可能具有高離子傳導(dǎo)率的硫化物類物質(zhì)進(jìn)行反復(fù)探索”（菅野）而發(fā)現(xiàn)的。而在電解液中，不僅是陽離子——鋰離子，而且陰離子也移動(dòng)，所以遷移數(shù)低。具有超過現(xiàn)在使用的有機(jī)電解液和高分子電解質(zhì)等傳統(tǒng)鋰離子傳導(dǎo)體的特性。而且低溫下顯示了優(yōu)于有機(jī)電解液的離子傳導(dǎo)率。其證據(jù)之一就是，迄今為止公認(rèn)最高的Li3N（常溫下離子傳導(dǎo)率為6103S/cm）在1970年代被發(fā)現(xiàn)以來，歷經(jīng)30多年固體電解質(zhì)離子傳導(dǎo)率也沒能提高一個(gè)數(shù)量級。用主導(dǎo)研發(fā)的東京工業(yè)大學(xué)研究生院綜合理工學(xué)研究科物質(zhì)電子化學(xué)專業(yè)教授菅野了次的話說，就是“打破了此前固體電解質(zhì)無法實(shí)現(xiàn)的常溫102S/cm的障礙”。表示鋰擴(kuò)散速度的離子傳導(dǎo)率極高，常溫（27℃）102S/cm。最近，又發(fā)現(xiàn)了一種可以進(jìn)一步提高性能的固體電解質(zhì)。對這一課題，豐田與日本物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了共同研究，通過在正極材料表面涂覆陶瓷層，使接觸面的電阻降低到了原來的1/100。豐田此前的研究成果——采用電解液的鋰離子充電電池，會因電解液的沸騰而無法在100℃的環(huán)境下使用，而此次試制的全固體電池已確認(rèn)可在100℃環(huán)境下工作。特別是當(dāng)全固體電池在理想狀態(tài)時(shí)，鋰的擴(kuò)散速度要比在電解液中快，理論上認(rèn)為能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出功率。試制單元的正極采用鈷酸鋰（LiCoO2），負(fù)極采用石墨，固體電解質(zhì)采用硫化物類電解質(zhì)?！　≡撾姵匾蚪M合了正極、固體電解質(zhì)及負(fù)極的4層重疊，4＝。（點(diǎn)擊放大）豐田汽車在2010年11月18日舉行的“豐田環(huán)境技術(shù)記者發(fā)布會”上公開了全固體電池的試制品（圖1，參閱本站報(bào)道）。圖中后方的方形單元為采用有機(jī)電解液的鋰離子充電電池，已配備于“普銳斯插電式混合動(dòng)力車”。 　　使用硫化物類固體電解質(zhì)的全固體電池方面，出光興產(chǎn)曾經(jīng)以2012年投入實(shí)用為目標(biāo)展示過A6尺寸大型單元，隨著豐田汽車此次披露試制品，實(shí)用化的時(shí)機(jī)有望趨于成熟。 　　全固體電池的課題在于正極材料與固體電解質(zhì)界面會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成生成物，導(dǎo)致電阻增高。固體電解質(zhì)估計(jì)為該公司正在積極研發(fā)的Li2SP5S2。在展示中，因?yàn)槭浅潆妱倓偼瓿傻臓顟B(tài)，（）的較高數(shù)值。全固體電池能夠通過多個(gè)電極層疊，在單元內(nèi)串聯(lián)，可以制作成大電壓單元。豐田汽車在2010年11月舉辦的“豐田環(huán)境技術(shù)記者發(fā)布會”上首次披露了全固體電池（圖A1）。與之相比，聚合物的優(yōu)點(diǎn)是具有柔性。使用硫類元素的全固體電池存在的問題是，電極與固體電解質(zhì)的界面為點(diǎn)接觸狀態(tài)。電解質(zhì)的詳情不便公開，不過對固體電解質(zhì)使用的聚環(huán)氧乙烷類高分子材料進(jìn)行了改進(jìn)。如果不采取任何措施，就會在界面上形成各種中間層，對電池運(yùn)行造成不良影響。 ――關(guān)于剛才介紹的關(guān)鍵點(diǎn)——界面控制，請介紹一下具體的改進(jìn)點(diǎn)。固體電解質(zhì)方面，我們在聚環(huán)氧乙烷（Polyethylene Oxide）類高分子材料中混入了交聯(lián)材料，在電子射線照射下，通過交聯(lián)材料使電極層內(nèi)的高分子連接在一起，因此，即使在低溫條件下，分子間距離也不易縮短。是通過什么方法，使其能夠在低溫下工作的？ 武田：我們實(shí)現(xiàn)了即使固體電解質(zhì)、正極層及負(fù)極層均處于低溫環(huán)境條件下，各層內(nèi)的分子間距離不易縮小的特性。 ――此前使用聚合物類固體電解質(zhì)的電池一直存在無法在低溫下使用的問題。不算疊層，厚度僅為100μm。目前，處于試制階段的片狀全固體鋰聚合物充電電池的厚度還不到500μm。 　　多層化是全固體鋰聚合物充電電池非