リチウムイオン電池電極スラリーの分散、混練技術とその最適化

第1部 アセチレンブラック導電剤の分散性向上技術と電池特性の向上

(2024年5月31日 10:30〜12:00)

　カーボンブラックは、帯電防止や導電性付与の目的で樹脂やゴム、電池材料の添加剤として幅広く用いられています。 　本講演では、アセチレンブラックに関する製法、特性、物性評価法、並びに活用方法を解説します。リチウムイオン二次電池において、導電性を効果的に発現させるためには、適切なアセチレンブラックの選定に加え、配合、混練・分散と複数の要因があります。これらの要因について、技術的に重要な考え方についても解説します。 　本講座ではアセチレンブラックの導電性を最大限発揮し、リチウムイオン二次電池の特性向上に必要な知識と考え方について理解頂けるような講演にしたいと思います。

1. はじめに
2. アセチレンブラックの特性と用途
   1. 代表的な導電性カーボンブラック
   2. アセチレンブラックの特長と基本性状の評価方法について
   3. 導電性カーボンブラックの特性と用途
   4. リチウムイオン電池用途におけるカーボン系導電材の役割及びアセチレンブラックの適用
3. アセチレンブラックの導電性メカニズムと分散性
   1. アセチレンブラックの代表的な品種
   2. 導電性、分散性に影響を及ぼす因子
   3. 高エネルギー密度化に向けた対応
4. リチウムイオン二次電池の電極作製プロセスを事例にしたアセチレンブラックの分散技術
   1. 用途における分散の定義及び工程分散について
   2. 小粒径アセチレンブラックの活用術
   3. 分散の新しい評価技術
5. 小粒径ABを使用したリチウムイオン二次電池の電池特性
   1. 小粒径化の効果と電池特性向上のメカニズム
   2. アセチレンブラックとカーボンナノチューブの併用事例
6. 次世代アセチレンブラックへの課題と対応
   1. リチウムイオン二次電池用途の課題と導電材
   2. まとめ
• 質疑応答

第2部 リチウムイオン電池用電極材料の微粉砕と分散技術

(2024年5月31日 13:00〜14:30)

　リチウムイオン電池用電極材料などを微粉砕または分散する工程には、微粉砕・分散機が用いられる。微粉砕・分散機には、さまざまな種類・特徴があるため、目的に合った装置を選定し、最適な条件で処理することが重要である。 　本講演では、微粉砕・分散機であるビーズミルを用いた微粉砕・分散技術を解説する。 　ビーズミルは効率よくナノ粒子を生成することが可能な装置であるが、操作条件の設定を誤ると再凝集の発生や微細化されたにもかかわらず粉体の特性や機能が低下する過分散が発生する場合がある。このビーズミルによる過分散を防止する方法も解説する。また、乾式粉砕と湿式粉砕を組み合わせることで実現する省エネルギー粉砕についても解説する。

1. ビーズミル
   1. ビーズミルの利用分野
   2. ビーズミルの粉砕・分散原理
2. 乾式ビーズミル
   1. 乾式ビーズミルの運転方法
3. 湿式ビーズミル
   1. 湿式ビーズミルの運転方法
   2. 粉砕・分散効率に影響を与える因子
   3. 過分散
4. 乾式粉砕と湿式粉砕の組み合わせで実現する省エネルギー粉砕
• 質疑応答

第3部 リチウムイオン電池用バインダーの要求特性と使用方法、PFAS問題

(2024年5月31日 14:45〜16:15)

　バインダーは、いわゆる4大材料ではなく、電気を貯めるという電池の機能そのものに関与することもなく、極めて僅かしか使用されない材料です。しかし、4大材料と密接に関わって使用され、電池の性能を決定づけると言っても過言ではありません。しかし、あまり説明を専門的に聞く機会も少なく、どのような考え方でこの材料を用いているのか見えないことも多いと思います。 　そこで、今回はバインダーの基礎から、最近話題のPFAS問題まで分かり易く纏めて説明して行きたいと思います。

1. リチウムイオン電池とバインダー
   1. リチウムイオン電池とはどんな電池か?
   2. バインダーの役割
   3. なぜPVDF、SBR+CMCなのか
2. バインダーとレオロジー
   1. レオロジー解析で判る事
   2. 電池製造前工程におけるレオロジー
   3. 分散状態の把握
3. リチウムイオン電池用バインダーとPFAS
   1. PFAS
   2. リチウムイオン電池とPFAS
   3. PVDF代替バインダー
4. その他
• 質疑応答