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　リチウムイオン電池のエネルギー密度はほぼ限界を迎えており、さらなる向上を図るためには高容量の次世代電極材料を用いる必要がある。リチウム金属やシリコン系材料は特に有望な高容量負極材料として注目されているものの、充放電に伴う体積変化が大きいため、それらを可逆的に用いるためには現行の黒鉛系負極とは異なった粒子設計や電極設計が必要になる。本講演では、充放電時の動的挙動の評価に基づく材料設計を中心に、高容量負極材料の実用化へ向けた取り組みを紹介する。

　リチウム金属負極は、理論容量密度が3860 mAh/gと非常に高いことから、電池のエネルギー密度を飛躍的に向上できる究極的な負極材料として期待されています。しかし、充放電時にデンドライトが発生し、電流密度や寿命が低下する課題があります。本講演では、まずこの課題を解決するための世界最前線の研究事例を紹介します。次に、カーボンナノチューブシート（CNTシート）を用いたリチウム金属負極技術について解説します。

　リチウムイオン電池の高容量化のため負極にシリコン系活物質を用いた開発が活発になっています。これに対応したバインダとして，当社で開発を進めてきた溶剤系および水系ポリイミドバインダについて，開発コンセプト，基本特性，試作した電池の特性について紹介します。

　シリコン負極は、現行のリチウム二次電池に主として用いられる黒鉛負極の10倍近くの理論容量（約3,580 mAh/g）を有する極めて魅力的な電極材料の一つです。本講演では、そのようなシリコン負極を使いこなすためのコツについて、鱗片状およびナノ粒子状シリコン粉末を例に挙げ、充放電サイクルの寿命向上や初期および後続サイクルにおける不可逆容量の低減など、 シリコン負極に関連する基本的課題とその解決法についてわかりやすく解説します。また、将来期待される次世代電池への応用展開に向けて、その基盤技術となるシリコン負極へのリチウムプレドープ法の例や注意すべきポイントについて最新の研究動向を紹介します。