リチウム二次電池、全固体電池の市場・技術動向と今後の課題

第1部 世界のリチウムイオン電池の市場・技術動向と今後の展望

(2019年11月15日 10:00〜13:40) (昼食休憩、質疑応答を含む)

　モバイル用から車載用、定置用を含めてリチウムイオン電池のビジネスは活発であり、技術開発においても激しい競争が展開されている。特に車載用では、2018年から強化された米国ZEV規制、19年に発効したと中国NEV規制、そして21年から導入される欧州CO2規制が絡み合って電動化の原動力となっている。このような外的要素から、自動車業界、電池業界、部材業界はしたたかな戦略が必要とされている。トヨタ、マツダ、ホンダのEV計画、そして欧州勢の大胆なEVシフトと積極投資もあり、2020年を見据えてグローバル競争が激化する。 　本セミナーでは、このような状況をふまえ、国内外におけるリチウムイオン電池及び関連部材の市場・技術動向及び今後求められる対応・戦略等について述べる。一方、安全性にまつわる事故はこれまでも多発し、最重要課題にもかかわらず部分的にはまだ続いている。最近でも2017年のサムスン Galaxy Note 7の発火事故は記憶に新しい。18年の中国におけるEVの火災事故は40件に達したと言う。製品の事故はサプライチェーン上にかかわる全てのメーカーに責任が及ぶ恐れもあるため、電池メーカーのみでなく部材・製品メーカーも意識する必要がある。ここでは、電池の安全性評価法や国連規則に対応する試験各種とその事例等について解説する。 　また、トヨタを中心に全固体電池の研究開発も全世界的に活発になってきた。注目すべき動向と各業界で必要とされる戦略などについても解説する。

1. モバイル用LIBの市場・技術動向と事故事例
   1. 世界のモバイル用LIBの市場動向
      ～グローバル競争力の変遷～
   2. 日本の電池産業が競争力を失った原因
   3. モバイル用LIBの事故・リコールの歴史
   4. LIBの安全性評価試験法の見直し
   5. サムスン Galaxy Note 7の事故にある背景
2. 車載用LIBの市場・技術および業界動向
   1. 米国ZEV法規発効からの電動化の流れ
   2. 車載用電池の事故・リコールの歴史
   3. 各国の環境規制と電動化の加速
   4. 各国の電池産業の現状と課題
   5. 電池業界における競争力比較
   6. 中国の電池政策と新たな政策転換
      ～NEV規制の影響と翻弄される自動車業界・電池業界～
3. 自動車各社の取り組み・戦略とLIB搭載事例
   1. トヨタ自動車
   2. ホンダ
   3. 日産自動車
   4. 三菱自動車
   5. マツダ
   6. 欧州自動車各社の電動化計画
   7. 電動化に関する自動車各社の競争力比較
4. LIB部材業界のビジネス動向と今後
   1. LIB部材の変遷・市場動向
   2. 各部材ごとの課題
5. LIBの安全性評価と受託試験・認証事業
   1. 国連規則と認証事業
   2. エスペックの受託ビジネス・認証ビジネス
   3. ECE R100 Part IIの試験項目と事例
6. 次世代革新電池の研究開発状況と課題
   1. 期待される次世代電池
   2. 全固体電池の現状と課題
   3. 次世代電池開発に向けた基礎研究のあるべき姿・方針
7. 業界間ネットワークによる競争力強化策
   1. 日本の電池業界が陥れられた苦い特許戦略
   2. 業界間サテライト戦略
• 質疑応答

第2部 全固体リチウム電池の基礎と最近の研究動向

(2019年11月15日 13:50〜17:00)

　各国の自動車産業では、ガソリン車から電気自動車へのシフトが急速に進められています。電気自動車ではエンジンに代わり、電池特性が自動車の性能や市場価格に直結します。例えば電池のエネルギー密度は自動車の航続距離を左右し、加速性能は電池の出力特性がカギとなります。他にも安全性を含め、優れた特性の蓄電池の開発が急務となっています。最も有望な蓄電池のひとつが全固体リチウム電池です。全固体電池では、高い安全性・信頼性だけでなく、固体電解質を用いることで初めて発現する、従来の電池では得られなかった様々な特性が期待されます。 　本講演では、現在知られている固体電解質材料をいくつかご紹介いたします。更に、全固体電池における高容量電極材料の充放電挙動や、固体電解質材料の新たな設計指針など、私が現在取り組んでいる研究内容についても簡単にご紹介いたします。

1. はじめに
   1. 現行のリチウムイオン電池の特長と課題
   2. 全固体リチウム電池と現行のリチウム電池との違い
   3. 電池の全固体化によるメリット
   4. リチウム全固体電池の構造・実験室レベルでの作製で必要な設備
   5. 全固体電池の開発における注意点
   6. 全固体電池における、電極界面制御
   7. 本当に全固体電池が優れているのか?
   8. 最近の研究動向、産業界の動向も併せて
2. 主なセラミックス固体電解質
   ～イオン伝導機構およびこれらを用いた全固体電池の特性～
   1. ハロゲン化物系～世界で初めて実用化された固体電解質～
   2. 酸化物系～究極の全固体電池の構築～
   3. 硫化物系～最も高いLi+イオン伝導度が発現～
   4. 水素化物系～最近発見された材料系～
3. 全固体電池への高容量負極材料の応用
   1. 現在知られる高容量負極材料
   2. 体積変化抑制に向けた負極材料開発
   3. 全固体電池におけるSiおよびSiOx薄膜の充放電挙動
   4. 全固体電池におけるSn粉末負極の充放電特性
4. Liフリー化合物をベースした、高速ゲストLi+伝導体開発
   1. KI、NaIをベースとした固体電解質開発
   2. アルカリハライド中のLi+伝導機構
   3. 高速ゲストLi+伝導体を用いた全固体電池の試作状況
   4. 更なる伝導度向上に向けて
• 質疑応答