リチウムイオン電池 液漏れに至るメカニズムとその対策

第1部 電解液漏れの現状、原因とメカニズムおよび電池特性への影響

(2019年7月29日 11:00〜13:00)

　リチウムイオン電池は今後、電気自動車を中心にさらに適用用途が拡大されるとの経済予測がある。工業製品としての電池の信頼性向上がさらに求められる。電池の液漏れ、ガス発生は電池性能劣化や安全性低下に影響する改善すべき技術課題である。本講演ではリチウムイオン電池における液漏れ現象、メカニズム、対策等について概説し製品開発の助としたい。

1. リチウムイオン電池の液漏れ現象の概要
2. リチウムイオン電池の材料構成と電池構造
3. 電池における液漏れメカニズム、ガス発生と電池特性の関係
   1. 調整した電解液からのガス発生
   2. 温度上昇時の電解液自体からのガス発生
   3. 電池内における電解液からのガス発生
4. 液漏れによる電池の市場トラブル例と原因
5. 液漏れ対策の検討例
   1. 負極表面処理による電解液の安定性向上
   2. 正極表面修飾による田安芸駅の安定性向上
   3. 全固体電池
6. まとめと今後の展開
• 質疑応答

第2部 リチウムイオン電池の電解液漏れ検知とガス膨張の発抑制技術動向

(2019年7月29日 13:50〜16:30)

　xEVの300万台/年 (2020) を一つの通過点として、2030年の1,000万台が一つの山であろうか。リチウムイオン電池は800～1000GWh。正極材の元素資源 (Co、Li) 、電池生産コスト…。懸念される事項は数多い。10年前、相次ぐEVの発火事故を忘れていいのだろうか。EV電池の髙容量化～100kWh、充電ステーションでの30分の高速充電、これは詰め込み充電としか言いようがない。とは言え、EV発火事故の再来だけは回避したい。ではその対策は出来ているのだろうか。 　本セミナーでは、上記の問題解決を、“電解液の漏れと、分解ガスの検出”と言う観点から捉え、リチウムイオン電池の構成と電気化学の基本に立ち返って考えてみたい。かなり想像を脹らました考察もあるが、これがとりこし苦労であってくれることを願いたい。

1. リチウムイオン電池の正・負極材と電解液
   1. 電解液 (PC) の還元分解スキーム
   2. 各種電解質の特性
   3. 正負極材と電解液の反応
2. リチウムイオン電池の電極構造
   1. 部材、構成と種類
   2. 捲回電極
   3. 積層電極
   4. 電極構造、外装と電解液、ガス漏れ
3. 充・放電の電気化学
   1. 正常な範囲
      • サイクル動作
   2. 異常な範囲
      • 過充電
      • 過放電
4. ガス膨張の事例
   1. 過充電、過放電など
   2. 引火、発火を伴う例
5. ガス成分の分析
   1. ガス検知管
      • H2
      • 可燃性ガス
   2. GSmas分析例
   3. セル発火時のフッ化水素酸HFの分析
6. 電解液リークの諸問題
   1. EVの走行時安全性
   2. EVの高速充電
   3. リチウムイオン電池製造工程と出荷検査
7. 電解液漏れ検出技術
   1. 環状カーボネート (低引火点)
   2. 可燃性ガスの検出
   3. 各社の特許出願リスト
8. 電解液リークシステムのニーズ
   1. xEV
   2. 定置蓄電システム
   3. HEV等の住宅関連
   4. リチウムイオン電池製造工場
• 質疑応答