Transcript リチウムイオン二次電池の正極構造と電池性能

いろいろな実用電池
焼きそばの
大研究ーーーっ
♪
研究は・・・時には大胆に、そして失敗を恐れず・・・
ケツ痛え・・・すべる
んじゃなかった・・・
足立敏先生の教え子
田中良樹（現役大学院生）
山形大学工学部 物質化学工学科
助教授 博士（工学） 立花 和宏
〒992-8510 山形県 米沢市 城南4-3-16
TEL&FAX:0238-26-3137
mailto: [email protected]
http://www.geocities.jp/c1_laboratory/
工学部
山形大学工学部物質化学工学科
ケータイでいつ
でも見学できる
よ♪
http://syllabus-pub.yz.yamagata-u.ac.jp/amenity/l.aspx?id=18
工学部
大学 vs. 高校
大学
• 「学問の自由」を保障す
る場所
• カリキュラムは大学オリ
ジナル、師は自ら選べ
• 真理を自分で探す
高校
• 高等普通教育や専門
教育を施す場所
• カリキュラムは全国一
律、指導要領あり
• 正解は先生が知ってる
工学部
工学部 vs. 理学部
工学部
• 科学に基づいた、もの
づくりの学問
• 「どう作ればいいの？」
• 「工作」、「技術」の延長
• 産業の発達に貢献
• 卒業生はエンジニアな
ど
理学部
• 自然現象の理解のため
の学問
• 「何がどうなってるの？」
• 「理科」の延長
• 文化の発展に貢献
• 卒業生は先生など
工学部
研究（学問）とは・・・
• 真理を探究する心と行い・・・
アカン・・・まち
がっとったか
な・・・
単なる自己満
足じゃーーー、
それで悪い
か！？
ギクぅっ
まじ～！？
ホントかよ～、ソレ？
そんなこと調べてど
ないすんねん？
このデータまちがってる
んとちゃうか？
科学技術はマジック
じゃないぞう・・・・
工学部
研究者とは？・・・真理の探求者
やーい、おめーら、
俺の体重知ってるか？
電気を流すプラスチッ
クを見つけました。
仁科辰夫
アインシュタイン
会社員だけど、た
んぱく質の重さを
はかるやりかたを
見つけたよ♪
白川英樹
ほう、それでは、あなたは一体ど
こまでご自分の体重を知って
らっしゃるのですか？
学生だけど俺もとり
あえず研究者～
田中耕一
田中良樹
工学部
大学生の研究生活
やったね！！！
卒業論文完成～ ～ ～
この達成感♪
見よ、この賞状！
学会で優秀賞ゲット～♪
工学部
エネルギーの「運び方」と「たくわえ方」
エネルギー形態
状態 輸送形態
備蓄形態
高
速
石炭
固体 タンカー
石油／天然ガス
流体 パイプライン
オイルタンク
電力
－
電池／キャパシタ
高圧送電線
電池
野積み
高
機
能
キャパシタ
電力をたくわえることができる電池とキャパシタは、
物質とエネルギーにかかわり、社会に役立つモノ。
工学部
電池とキャパシタをどうやって作るのがいいか？
キャパシタ
電池
（コンデンサ）
V=Const
V=Q/C
電圧が一定
電圧が電気量に比例
分極現象を使う
化学反応を使う
電気二重層キャパシタ
アルミ電解コンデンサ
タンタル電解コンデンサ
リチウムイオン二次電池
鉛蓄電池
電気化学キャパシタ
タンタル固体電解コンデンサやリチウムイオン二次電池が
が使われる携帯電話
マンガン乾電池
ニッケル水素電池
工学部
電池とキャパシタは電気がもれないように作れ！
アノード材料
電子絶縁層
正
（＋）
カソード材料
負
（－）
電流（充電時）
化学反応
（電池）
OR
分極現象
（キャパシタ）
底が抜けたら、ためられない！
（電子絶縁層）
充電器
工学部
電池は「壺（つぼ）」、キャパシタは「瓶（びん）」
キャパシタ
電池
V=Q/C
電圧が電気量に比例
V=Const
電圧が一定
「壺」
「瓶」
ふくらみの
あるところでは
水位が
あまり
変わらない。
入れた分だけ
水位が
上がる。
いっぱいためるには、背が高い方が有利
工学部
電解質（電解液）を使った電池の種類
3.8V
水の分解電圧1.23
Ｖの制限を超えよ！
水素過電圧の
大きな金属負極
を！
2.0Ｖ
1.5Ｖ
1.2Ｖ
電池
アルカリ乾電池
ニッカド電池
鉛電池
リチウム電池
電解液
苛性カリ／水
苛性カリ／水
硫酸／水
有機電解液
負極
亜鉛（水銀）
カドミウム
鉛
リチウム
工学部
だれにでもできる電池の研究
アノード材料
電子絶縁層
カソード材料
材料の
組み合わせを探せっ♪
1. ちまたの噂話を読んだり聞いたりする（緒言）
2. よさげな材料の組み合わせを絞ってねらいを
定める（目的）
3. ひとつひとつ確かめる（実験）
4. 一番いいのを「発見」する（結果）
5. もっともらしいヘリクツをならべる（考察）
工学部
身近で手に入る材料の組み合わせを探してみよう♪
+ 空気中の酸素
使い終わった脱臭剤
アノード材料
電子絶縁層
カソード材料
使い終わった除湿剤
飲み終わったアルミ缶
（アルミニウム、塩化カルシウム水溶液、酸素）の組み合わせ
工学部