新しいリチウムイオン電池の電極構成、特性と材料 & プロセス技術

本講演は2024年11月に行ったバインダーに関する講演 「リチウムイオン電池の電極構成、特性と新型電池の材料技術、今後の展開 〜正・負極材、バインダーと電極の機能化〜」の改訂版に相当するが、今回の内容は大部分が入れ替わっている。今回の副題 〜双極子and全固体with乾式電極withoutバインダー〜 を見て、かなり奇異な感を持たれるかも知れない。今となっては“古典的”とも言うべき、電極バインダーを使用した湿式塗工によるリチウムイオン電極と電池の製造は、現に製造されている電池のほぼ100%を占めている。しかしながらこの僅か1、2年で起こったEV用電池の変化、性能に限界があるが安価なLFP正極材の急拡大、同時に高性能のハイニッケル系正極材の停滞などは、次に来るであろう電極プロセスの変化を予想させるものである。とは言え、全固体電池の登場は期待に反してなかなか見え難いし、多くのスタートアップ企業の開発も、最後の実用化の直前で一線を越えられない状況が見える。 　この状況を乗り越えて、改めて“脱炭素”に寄与し“カーボンフットプリント”の少ない蓄電池デバイスの登場まで、本講演でも例示したあらゆる手立てを組み合わせて行く必要があろう。

1. 正・負極の電極板製造プロセス、湿式塗工から乾式プロセスへの移行
   1. 良い電極板とは、バインダーの役割
   2. バインダーの高分子化学、Tg、Tm、と電気化学
   3. 現行のポリマーバインダー、メーカーと開発動向
   4. PVDFバインダー、PFOA&PFOSの誤解と理解
   5. 電極板製造の転換、湿式プロセスから乾式へ
   6. 乾式プロセスの開発段階(1) : グローバルな動向
   7. 乾式プロセスの開発段階(2) : PTFEフィブリル化法
   8. 乾式プロセスへの期待
2. 双極子セルと固体電解質、イオン&電子移動の再構築
   1. 単極子と双極子セルの比較、液絡防止構造ほか
   2. 固体電解質とイオン移動パス、合理的方法は
   3. 固体電解質と双極子セル(1) : 構造の合理化
   4. 固体電解質と双極子セル(2) : 特許情報ほか
   5. 双極子セルの実績と今後の開発
   6. 組合せと新たな期待
3. (リチウムメタル/元素硫黄) 電池、究極の500Wh/kg超
   1. 非遷移元素の正極と負極の組合せ (リチウム負極/硫黄正極) の電極反応
   2. 電極動作域の拡大、二次元から三次元へ
   3. 最近の開発成果と文献紹介
   4. バインダーレスの電極構成
   5. 性能目標レベルと可能性
   6. 硫黄原料ソースの可能性
   7. 硫黄と硫化物の化学
4. 最近の正・負極材とセルの特性 (概要のみ)
   1. 負極
      • LTO
      • NTO
      • SiOx/C
   2. 正極
      • LFP
      • LMFP
• 質疑応答