リチウム電池用セパレータの高耐熱化とデンドライト対策

第1部 リチウムイオン電池の高性能化とセパレータのメルトダウン等による熱暴走、発火の関係

(2017年9月12日 9:50〜11:20)

　電池は、大型化するほど暴走による危険性が増すことが知られている。電池特性と安全性を両立するために、多様な活物質やバインダ、集電体、セパレータ、電解液などの研究開発が進展し、電池性能や安全性の飛躍的な向上が図られつつある。 　本講は、各種のセパレータを用いて電池性能評価と電池安全性評価を行い、構成部材が電池の安全性に及ぼす影響について、多様な具体例を動画も交えて紹介する。また、電池の熱暴走メカニズムについて解析して、安全性の向上に向けての電池設計について紹介する。

1. 現行リチウムイオン電池の特性と安全性
2. 耐熱性セパレータの開発にむけて
3. セラミックコート微多孔膜の開発
4. 各種セパレータと負極バインダが及ぼす安全性
5. 電解液とセパレータとの相性
6. Si系負極とセパレータの多様性
7. 不織布系セパレータの開発
8. 高性能化と安全性の両立
• 質疑応答

第2部 3DOMセパレータの開発とリチウムデンドライト短絡の抑制

(2017年9月12日 11:30〜12:30)

　従来のセパレータとは全く異なる構造 (3次元的に規則的な配列を有した連結する球状空孔を樹脂膜中に構成) を有する3DOMセパレータの基本的な特徴を示す。 　リチウム二次電池のさらなる高エネルギー密度化、長寿命化、更にリチウム金属二次電池の実用化に対して、3DOMセパレータの有効性を示す。

1. 会社概要
   1. DOMセパレータの開発
   2. 開発の経緯
   3. 量産化への取組み
   4. DOMセパレータの特徴
   5. セパレータの物理的特徴
      1. 空孔分布について
      2. 透気度・吸液性について
      3. 耐熱性について
   6. デンドライト抑制効果について
      1. ハーフセルでの評価結果
      2. セル評価の一例
• 質疑応答

第3部 ポリオレフィン微多孔膜への機能性コーティング技術

(2017年9月12日 13:10〜14:40)

　リチウムイオン電池の特性向上は著しいものがあるが、その一旦をセパレータのコーティング技術が担っている。 　そのような背景を踏まえ、セパレータのコーティング技術についてそれが必要となった背景及び目的、技術内容、今後の動向について概説する。

1. リチウムイオン電池とその電池セパレータの概要
   1. 電池セパレータの役割とリチウムイオン電池のセパレータ
   2. ポリオレフィン微多孔膜の概要
2. リチウムイオン電池セパレータのコーティングによる機能付与
   1. コーティングの必要性と目的
   2. 耐熱性向上
   3. 電極との接着性付与
   4. 耐熱性と電極との接着性の両立
   5. 高電圧化と耐酸化性付与
3. まとめとコーティング技術の今後の動向
• 質疑応答

第4部 不織布セパレータを用いたリチウムイオン電池の特性、安全性

(2017年9月12日 14:50〜15:50)

　一次電池やニッケル水素電池用セパレータとしては不織布が一般的だが、リチウムイオン電池用セパレータには微多孔フィルムが広く使用されている。 　本講演では、塗工タイプ、非塗工タイプの不織布セパレータを用いたリチウムイオン電池について、微多孔フィルムと比較した際の特徴や電池特性を紹介する。 　また、模擬電池系を用いて、釘刺し試験や強制内部短絡試験における短絡初期の事象をセパレータ別に解析した。セパレータの耐熱性と短絡初期の事象、電池の安全性の関係について紹介する。

1. リチウムイオン電池の安全性とセパレータ
2. 不織布セパレータとは
   1. 不織布セパレータとは
   2. 不織布塗工セパレータとは
3. 不織布セパレータの電池特性
   1. 出力特性
   2. サイクル特性
4. 不織布塗工セパレータの安全性
   1. 模擬電池系を用いた試験
   2. 実電池での釘刺し試験
• 質疑応答

第5部 リチウムイオン電池用セパレータの細孔分布測定法

(2017年9月12日 16:00〜17:00)

1. はじめに
   1. 細孔の形状とモデル
   2. 細孔の大きさの分類、測定法との関係
   3. 細孔と空隙
2. 水銀圧入法
   1. 測定原理
   2. 測定手法
   3. 前処理と後処理 (水銀の取扱上の注意)
   4. 拡張解析モデル
   5. ガス吸着法との比較
   6. アプリケーション
3. セパレータの評価例
   1. 水銀圧入法による細孔分布
   2. 原子間力顕微鏡による表面観察
   3. 熱分析や組成分析など
• 質疑応答