リチウムイオン電池用バインダーの設計と高機能化、高容量電極への適用

第1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、ドライ電極の課題と展望

(2024年9月12日 10:00〜12:00)

　リチウムイオン電池のバインダーはいわゆる4大材料 (正・負極活物質、セパレータ、電解液) ではない。しかし、バインダーは製造プロセスから電池担った後も四大材料及びその他使用材料と密接に関わりあって電池の性能を十分に引き出すために使われている。 　本セミナーでは、バインダーに求められる特性は何か、今、バインダーに使われている材料がなぜ使われているかについて説明する。また、バインダーという切り口で次世代電池を考えると色々な事が分かってくる。次世代電池に使われるバインダーはどうなっていくか分かりやすく説明する。合わせて、昨今話題となっているPFAS問題とドライ電極プロセスとバインダーとの関連にも言及する。

1. リチウムイオン電池セルに使われる材料
   1. リチウムイオン電池のプロセス
   2. リチウムイオン電池の材料
2. バインダーの役割と要求特性
   1. バインダーの役割
   2. PVDF
   3. SBR+CMC
3. 次世代二次電池の候補とバインダー
   1. NEDOのロードマップ
   2. 金属リチウム負極電池
   3. Si系負極電池
   4. 全固体電池
   5. ナトリウムイオン電池
   6. リチウム硫黄電池
   7. リチウム空気電池
4. リチウムイオン電池におけるPFAS問題
   1. PFASの定義
   2. 影響を受ける業界
   3. 電池におけるPFAS問題
   4. 代替品
5. ドライプロセス
   1. ウエットプロセスの問題点、ドライプロセスのメリット
   2. ドライプロセスの種類
   3. テスラ4680電池の負極
6. その他
• 質疑応答

第2部 リチウムイオン電池用バインダーの高機能化に向けた技術開発

(2024年9月12日 13:00〜14:00)

　電気自動車の普及を押し進めるには、航続距離アップ、充電時間短縮といった高性能化が非常に重要である。航続距離アップには高容量化、充電時間短縮には低抵抗化といった技術が必要であり、それに貢献できる材料開発が強く求められている。 　本講演では、電池を構成する電極の製造に必要不可欠な接着剤であるバインダーの高機能化について紹介する。さらに、環境調和型プロセスへの貢献を目指し非フッ素系の正極用バインダーやその水系化への取り組みについても紹介する。

1. 株式会社ENEOSマテリアルのご紹介
2. リチウムイオン電池の市場
3. リチウムイオン電池の仕組みと構成
4. 電池用バインダーに求められる特性
5. 負極用バインダー 電池高容量化に向けた開発
6. 負極用バインダー 電池低抵抗化に向けた開発
7. 正極用バインダーの開発
8. 今後の展望
• 質疑応答

第3部 高性能LIBの実現に向けた無機バインダの適用

(2024年9月12日 14:10〜15:40)

　電池用途の多様化が進む現在、様々なリチウムイオン電池用電極が開発されている。中でも、Si系負極、Ni系正極は高容量であり、今後の市場も期待される。ただ、これら材料は、バインダとの組み合わせによって電池性能が大きく変わるため、バインダの選定は大変重要である。 　本講義では高容量電池を実現するための各種電極に無機バインダを適用した実験例をデータとともに解説する。

1. 二次電池の市場動向
2. 現行のリチウムイオン電池の技術的課題と次世代電池への要求
3. 無機バインダを用いた高容量負極の開発
   1. 合金系負極の開発
   2. Si系負極の開発
4. 無機バインダを用いた高容量正極の開発
   1. NCA正極の開発
   2. 3元系正極の開発
5. 今後の展望 (全固体電池など)
• 質疑応答

第4部 リチウムイオン二次電池向け機能性バインダーの技術開発

(2024年9月12日 15:50〜17:00)

　機能性バインダーがリチウムイオン電池の性能を大きく左右することが広く認知され、 固液界面の反応を制御する機能性材料として着目されている。 　本講演ではリチウムイオン電池の高性能化に寄与するバインダー技術について、正極、負極、およびセパレータ材料への適用を含む技術動向を紹介する。

1. 日本ゼオン株式会社のご紹介
2. 電池バインダーの機能
   1. LIB製造プロセスとバインダー機能
   2. スラリー分散性が電池特性に与える影響
3. バインダー機能と電池性能
   1. セルの技術課題
   2. 耐熱セパレータ技術
   3. 接着セパレータ技術
   4. 負極バインダー
   5. 正極バインダー
4. 今後の展望
• 質疑応答