リチウムイオン電池の電極塗工・乾燥プロセスの効率化

第1部 電極材料の塗布・乾燥プロセスと電極評価、電池性能評価

(2024年9月4日 10:30〜12:00)

　電池性能は、材料物性だけでは決まらない。スラリーの調整、分散、塗工技術は、電池性能に大きな影響を及ぼす。 　なぜ電池性能にそれらが影響するのか、電気電気化学の基本から概説する。

1. 電気化学と電池の基礎
   1. ガルバーニ電池
   2. アノード、カソード、電解質
   3. 電池の歴史
   4. リチウムイオン電池の構造と動作原理
   5. リチウムイオン電池を構成する材料
2. 電池 (セル) の性能
   1. 電池の起電力
   2. 電池の内部抵抗
   3. 電解液のイオン抵抗と電極の電子抵抗
   4. 電極の体積抵抗率と界面抵抗
   5. 電子パスとバインダーの存在
3. 材料からバッテリーまで
   1. 電極スラリーの調整分散
   2. 電極スラリーの塗布乾燥
   3. 過充電や過放電と材料の関係
   4. 電池とバッテリー – 組電池 -
   5. バッテリマネジメントシステム (BMS)
• 質疑応答

第2部 リチウムイオン電池におけるドライルーム設備・省エネルギー技術

(2024年9月4日 13:00〜14:00)

　近年、世界中で電気自動車の研究開発が加速しており、その普及率も年々増加傾向である。電気自動車に広く採用されているリチウムイオン二次電池の製造工程では、空気中に含まれる水分が製品の歩留まりに影響するため、低露点の環境 (ドライルーム) が必要とされる。 　本講座では、リチウムイオン二次電池の製造工程で必要とされるドライルームに関する基本的な知識、省エネルギー技術について述べる。

1. ドライルーム
   1. ドライルームの水分濃度
   2. ドライルームの水分汚染
   3. ドライルームの設備構成
2. 露点温度の測定方法
   1. ドライルームで使用される露点計
   2. 露点温度測定の注意点
3. 除湿機
   1. 除湿方式
   2. 除湿機の機器構成
   3. 除湿機の管理方法
4. ドライルームの省エネルギー技術
   1. 除湿機の省エネルギー手法
   2. 局所ドライ化技術
• 質疑応答

第3部 波長制御乾燥システムを利用したリチウムイオン電池電極の乾燥

(2024年9月4日 14:15〜15:15)

　分散系スラリーの乾燥プロセスについて、ある程度体系的に学べるように配慮します。輻射を用いた乾燥系の研究は事例が少なく、それに接する良い機会になります。 　本セミナーでは、プロセス改善のポイントについて、実際に製造現場に接した立場から解説します。輻射伝熱の原理、応用のポイント、定式化方法を学べます。特に赤外線の波長制御における困難さ、利点双方について詳しく解説します。

1. 弊社の簡単な紹介
2. リチウムイオン電池電極製造工程
   • 乾燥炉炉形状
   • 搬送方式
   • 運転状況等
3. 電極スラリーについて
4. 電極スラリー乾燥プロセスの概略メカニズム
   • 膜内の物質挙動
   • 熱輸送
   • 問題点等
5. 赤外線について
   • 赤外線加熱の原理
   • 赤外線加熱の基本法則
6. NGK波長波長制御ヒータについて
   • 原理
   • ラインナップ
   • 仕様等
7. (波長制御) 輻射乾燥プロセスの数値シミュレーション方法
   • 定式化
   • 留意点
   • 計算事例等
8. 波長制御択ヒータを用いたプロセスの具体的事例
   • 特徴
   • 乾燥炉の校正
   • 熱処理効果 等
9. まとめと今後の展望・課題
• 質疑応答

第4部 リチウムイオン電池電極の塗工・乾燥プロセスシミュレーションと性能予測

(2024年9月4日 15:30〜17:00)

　本講演では、リチウムイオン電池や全固体電池の電極の混錬、塗工、乾燥、プレス、切断など各工程を模擬した数値シミュレーション技術について、概要や最近の動向を解説する。

1. リチウムイオン電池/全固体電池の製造プロセスとシミュレーションの概要
2. 混錬プロセスシミュレーション
3. 塗工シミュレーション
4. 乾燥シミュレーション
5. プレスシミュレーション
6. 充放電特性シミュレーションへの接続
7. 劣化、安全性シミュレーションへの展開
• 質疑応答