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設計技術シリーズ

次世代自動車用 リチウムイオン電池の設計法

著者: 鳶島真一氏(群馬大学)
価格: 2,600円(本体)+税
判型: A5
ページ数: 147 ページ
ISBN: 978-4-904774-01-4
発売日: 2013/1/25
- 書籍紹介 -
リチウムイオン電池技術の基礎から応用についてわかりやすく解説。現在非常に高い注目度を誇るリチウムイオン電池。熱対策設計に活きる本書です。
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【著者紹介】

鳶島真一(とびしま しんいち)
群馬大学大学院工学研究科教授。
1979年東北大学大学院工学研究科応用化学専攻修士課程修了。
工学博士。
1979年日本電信電話公社(現株式会社)入社。
電気通信研究所にて電池材料の研究開発に従事。
2001年から現職。

【目次】

まえがき

第1章 電池の基礎とリチウムイオン電池の概要

  1. 1. 電池の基礎と電気化学反応
    1. 1-1 電池の定義と基本構成
    2. 1-2 電池の動作原理とエネルギー
    3. 1-3 電池の取得電流と電極反応速度
  2. 2. 市販二次電池の基本特性
    1. 2-1 リチウムイオン電池の動作原理と特徴
    2. 2-2 市販二次電池の特性比較
      1. 2-2-1 電圧
      2. 2-2-2 容量とエネルギー
      3. 2-2-3 出力と充電時間
      4. 2-2-4 充放電寿命
      5. 2-2-5 保存特性
      6. 2-2-6 コスト
      7. 2-2-7 安全性
      8. 2-2-8 廃棄・リサイクル
  3. 3. リチウムイオン電池実用化の歴史的経緯
    1. 3-1 市販二次電池実用化の歴史
    2. 3-2 リチウム金属二次電池の研究開発
    3. 3-3 リチウムイオン電池の実用化
    4. 3-4 リチウムイオン電池の歴史的変遷
  4. 4. 市販リチウムイオン電池の構成
    1. 4-1 電池構造
    2. 4-2 組電池(電池パック)と市販リチウムイオン電池の安全性確保策
    3. 4-3 リチウムイオン電池の充電方法と過充電対策
  5. 5. 電池の適用用途と組電池構成
    1. 5-1 小型電池技術の電気自動車用電池への展開
    2. 5-2 大型組電池構成方法の考え方

第2章 リチウムイオン電池搭載電気自動車の現状と今後の開発動向

  1. 1. 日本製電気自動車実用化の歴史と搭載電池の変遷
    1. 1-1 試作的電気自動車
    2. 1-2 ニッケル水素電池系量販電気自動車の実用化
    3. 1-3 リチウムイオン電池の少量生産車への適用
    4. 1-4 量販電気自動車へのリチウムイオン電池の本格的搭載
      1. 1-4-1 純電気自動車
      2. 1-4-2 ハイブリッド車
  2. 2. 各国の電気自動車用電池開発の今後の展開
  3. 3. 電気自動車用電池のビジネス
    1. 3-1 リチウムイオン電池の生産拠点
    2. 3-2 電池のコスト
    3. 3-3 リチウム資源
    4. 3-4 自動車会社と電池製造会社
    5. 3-5 電気自動車電池の電力貯蔵装置への再利用

第3章 電気自動車用リチウム電池材料の研究状況

はじめに

  1. 1. 正極
    1. 1-1 短期スパンの電気自動車用リチウムイオン電池の正極
      1. 1-1-1 LiMn2O4 正極
      2. 1-1-2 LiNi(Al-Co)O2 系正極
      3. 1-1-3 Li(Ni-Co-Mn)O2 系正極
      4. 1-1-4 LiFePO4 正極
    2. 1-2 中長期スパンの電気自動車用リチウムイオン電池の正極
  2. 2. 負極
    1. 2-1 リチウムイオン電池用新負極材料の研究動向
    2. 2-2 高エネルギー密度電池用負極研究開発の歴史
  3. 3. 電解液
  4. 4. セパレータ
  5. 5. その他の電池構成材料
  6. 6. ポストリチウムイオン電池
  7. 7. リチウムイオン電池の性能劣化
    1. 7-1 工業製品としてのリチウムイオン電池の性能劣化(一般論)
    2. 7-2 性能劣化の要因
    3. 7-3 充放電に伴う電池性能劣化と放電電圧曲線
    4. 7-4 電池の性能劣化評価方法
    5. 7-5 容量劣化モニタ
    6. 7-6 リチウムイオン電池の性能劣化解析の予備実験例

第4章 電気自動車用リチウムイオン二次電池の国際標準化と安全性・信頼性評価

はじめに

  1. 1. リチウムイオン電池の安全性劣化機構と要因
  2. 2. 市販リチウムイオン電池の安全性確保策
  3. 3. リチウムイオン電池の安全性の現状
  4. 4. リチウムイオン電池の安全性評価ガイドライン
    1. 4-1 モバイル用小型電池の安全性ガイドライン
    2. 4-2 電気自動車用蓄電池の国際標準化、規制等
    3. 4-3 電力貯蔵用蓄電池の標準化、規制等
  5. 5. リチウムイオン電池の安全性確保の考え方
  6. 6. 電池の安全性評価試験の例
  7. 7. 大型電池の安全性試験例
  8. 8. その他の電池大型化に伴う安全性の課題
  9. 9. 電池の安全性向上のための取り組み
    1. 9-1 電池材料の開発
      1. 9-1-1 正極
      2. 9-1-2 負極
      3. 9-1-3 電解液
  10. 10. 電気自動車用電池の安全性確保策
  11. 11. まとめ

第5章 電池設計と電池製造品質管理

はじめに

  1. 1. 電池設計時の信頼性向上技術
    1. 1-1 正負極容量バランス
    2. 1-2 安全弁
    3. 1-3 配線と保護回路設置位置
  2. 2. 電池製造時の信頼性向上技術
    1. 2-1 使用部品、材料の受け入れ検査
    2. 2-2 電極塗布工程
    3. 2-3 電極切断工程
    4. 2-4 電極巻き取り工程
    5. 2-5 電極の電池缶への挿入工程
    6. 2-6 電池蓋の取り付け工程
    7. 2-7 注液工程
    8. 2-8 電池封口工程
    9. 2-9 電池の洗浄工程
    10. 2-10 電池の充電工程
    11. 2-11 電池のエイジング工程
    12. 2-12 電池パック化工程
    13. 2-13 その他
  3. 3. まとめ

あとがき

【参考文献】

  • 千原秀昭,中村亘男(訳):「アトキンス物理化学第8版(上、下)」,東京化学同人,2009年
  • 電気化学会電池技術委員会編:「電池ハンドブック」,オーム社,2010年
  • 松田好晴,竹原善一郎(編集代表):「電池便覧第3版」,丸善出版,2001年
  • C.Daniel and J.O.Besenhard (editors) : “Handbook of Battery Materials,” Wiley-VCH, Germany , 2011
  • 高村勉,佐藤祐一:「ユーザーのための電池読本」,電子情報通信学会,1988年
  • 読売新聞2009年11月13日,2009年11月23日,2009年11月8日
  • 逢坂哲弥編:「キーテクノロジー電池」,丸善,1996年
  • P.Gabano (editor) : “Lithium Batteries,” Academic Press, New York , 1983
  • 西美緒:「リチウムイオン二次電池の話」,裳華房,1997年
  • 「次世代電池2007/2008」,日経BP社,2007年
  • 自動車製造メーカ各社自動車カタログ
  • 電池製造メーカ各社電池カタログ
  • Abstracts of 2nd International Conference on Advanced Lithium Batteries for Automobile Applications (2nd ABAA), November 25-28, Tokyo ,2009
  • NEDO蓄電技術開発室平成20年度成果報告会予稿集,東京,2009年
  • 「リチウムイオン電池の開発と市場2010」,シーエムシー出版,2010年
  • 電気化学会電池技術委員会編:「電池ハンドブック」,オーム社,2010年
  • J.Gache(editor): “Encyclopedia of Electrochemical Power Sources,”Elsevier Science, 2009
  • 小久見善八編著:「リチウム二次電池」,オーム社,2008年
  • 小久見善八,西尾晃治編:「革新型電池のすべて」,オーム社,2011年
  • J.Peled : J.Electrochem.Soc., vol.126, p.2047, 1979
  • D.Fouchard, L.Xie, W.Ebner and S.Megahead : proc.symp. on “Rechargeable Lithium and Lithium-Ion Batteries”, vol.94-28, pp.348-360, The Electrochem.Soc.Inc., New Jersey, USA, 1994.
  • S.Tobishima and J.Yamaki : J.Power Sources, vol.81-82, p.882, 1999.
  • 「次世代電池2007/2008」,日経BP社,2007年
  • 竹野和彦,山木準一:電子情報通信学会論文誌B,Vol.J93-B,p.1296,2010年
  • 荒川正泰,林晃司:電池技術委員会新電池構想部会講演会予稿,2011年6月9日
  • 実島哲也,平本充,園山実:第50回電池討論会予稿集,3D22,京都,2009年
  • 金村聖志編:「電池部材の高性能化と信頼性の向上 PEFC・DMFC・SOFC・リチウムイオン二次電池・電気二重層キャパシタ」,技術情報協会,2007年

【口コミ】

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  • ちょっと物足りなかった。リチウムイオン電池の基礎からわかりやすく書いてはいると思う。入門書に近い感じかな。これからやる人にはいいと思う。(業界:携帯電話、職種:設計、年齢:30、性別:男)
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