リチウムイオン電池用電極スラリーの製造・分散技術と次世代電極への対応

第1部 各種バインダを用いた電極特性と次世代電極スラリーの製造課題

(2019年3月11日 10:30〜12:10)

　現行のリチウムイオン電池には、電極バインダとして、ポリフッ化ビニリデン (PVdF) 系やスチレンブタジエンゴム (SBR) 系が用いられている。現状、グラファイト系負極では、水系のSBR系が主流となったが、酸化物系正極においては、専らポリフッ化ビニリデン (PVdF) 系のバインダが用いられている。一般的にポリフッ化ビニリデン (PVdF) 系バインダには、スラリー溶媒としてN – メチル – 2 – ピロリドン (NMP) が用いられているが、最近では環境負荷の小さい水系バインダが注目されてきている。 　本講演では、各種バインダを用いた正極及び負極の開発動向と、これらの電極を用いた電池特性、スラリーの製造方法などについて紹介したい。

1. リチウムイオン電池の市場と構成材料
2. 電池の製造工程
3. 電極用バインダの開発
   1. 現行のバインダ
   2. セルロースナノファイバー複合バインダ
   3. アクリル系バインダ
   4. ポリイミド系バインダ
   5. 無機系バインダ
4. 電極スラリーの製造方法
   1. バッチ式と連続式
   2. 加圧炭酸中和法
5. 今後の展望
• 質疑応答

第2部 電極スラリーの粒子分散・凝集状態評価

(2019年3月11日 13:00〜14:40)

　電池電極材料スラリーは粒子濃度が高い場合が多く、粒子径分布測定から分散・凝集状態を把握することは困難です。濃厚系スラリーを希釈することなくそのままの状態で評価できる手法について詳しく解説します。

1. イントロダクション
   1. なぜスラリーが必要なのか?
   2. スラリー評価の前に考えるべきこと
2. 粒子の分散・凝集評価方法
   1. 沈降静水圧法
3. 流動性評価と分散・凝集
   1. 流動曲線
   2. 粒子分散・凝集状態との相関
   3. 流動性から分散・凝集状態を予測する上での注意点
4. 多成分スラリーの評価 ーリチウムイオン電池正極材料スラリー
• 質疑応答

第3部 キャビテーションを利用した高速分散装置の紹介と水系プロセスによるハイニッケル系正極スラリー化について

(2019年3月11日 14:50〜16:30)

　キャビテーション効果を利用した高速分散装置の紹介と高容量正極活物質として注目されているNCM、NCAなどのハイニッケル活物質の課題と水系化に向けた取り組みの一例を報告する。

1. 現状のLibスラリー製造の問題点
   1. 現状のスラリー製造装置
   2. 現状のスラリー製造装置の課題・問題点
   3. 現状のスラリー製造工程
2. 高速スラリー化のためのイノベーション
   1. キャビテーション効果による分散機構について
   2. 高速分散装置の特長と用途
3. 難溶解性高分子 (CMC) の水への溶解
4. 負極スラリー (黒鉛/CNT) の高速スラリー化
5. 水系プロセスによるハイニッケル系正極スラリー化について
   1. ハイニッケル系正極活物物質の問題点
   2. 中和剤としての炭酸ガスの利用について
   3. 水系への適用
   4. 有機系への適用
6. まとめ
• 質疑応答