車載用リチウムイオン電池の開発最前線(エレクトロニクス) [単行本]Ω

目次第1章　車載用リチウムイオン電池の動向と安全性1 自動車の電動化を促す各種法規2 自動車業界の電動化とリチウムイオン電池の適用3 電池業界の動向と技術展望4 電動車における電池起因の事故と対応5 次世代革新電池の展望6 日本の電池研究と産業興隆に向けて第2章　市場動向1 電動車用リチウムイオン電池の市場展望1. 1 xEV市場1. 1. 1 xEV立ち上がりの背景1. 1. 2 xEV市場の黎明期1. 1. 3 xEV初期市場を主導した中国1. 1. 4 次の主戦場となる欧州1. 1. 5 xEV,LiBに影響を与える現在の内部,外部環境1. 1. 6 xEV市場展望1. 2 xEV用LiB市場1. 2. 1 xEV用LiB市場規模推移予測1. 2. 2 メーカー動向1. 2. 3 xEV用LiB技術動向1. 2. 4 将来展望のまとめ2 リチウムイオン電池部材市場の動向2. 1 正極材2. 1. 1 正極材市場規模推移2. 1. 2 セルサイズ別正極材市場規模推移2. 1. 3 正極材生産能力動向2. 1. 4 正極材国別企業動向2. 2 負極材2. 2. 1 負極材市場規模推移2. 2. 2 セルサイズ別負極材市場規模推移2. 2. 3 負極材生産能力動向2. 2. 4 負極材国別企業動向2. 3 電解液2. 3. 1 電解液市場規模推移2. 3. 2 セルサイズ別電解液市場規模推移2. 3. 3 電解液生産能力動向2. 3. 4 電解液国別企業動向2. 4 セパレーター2. 4. 1 セパレーター市場規模推移2. 4. 2 セルサイズ別セパレーター市場規模推移2. 4. 3 セパレーター生産能力動向2. 4. 4 セパレーター国別企業動向2. 5 2019年後半の中国EV市場の低迷,及びコロナ禍の影響2. 6 EV時代,及び多様化していく中での部材ニーズ第3章　車載用電池の最新動向1 チタン酸化物系負極を用いた大型リチウムイオン電池1. 1 緒言1. 2 LTO負極の特徴と電池性能1. 3 LTO負極系大型リチウムイオン電池のモビリティ分野への応用1. 4 次世代チタン酸化物系負極を用いた大型リチウムイオン電池の開発1. 5 まとめ2 車載用大型リチウムイオン二次電池の動向と将来展望2. 1 はじめに2. 2 車載用大型リチウムイオン二次電池のシステム構成2. 2. 1 バッテリーマネジメントシステム(BMS)2. 2. 2 モジュール(MD)2. 2. 3 車載用大型リチウムイオン二次電池(セル)2. 3 電気自動車(Battery Electrical Vehicle, BEV)用リチウムイオン二次電池の課題2. 4 次世代大型リチウムイオン二次電池(セル)の開発動向2. 5 次世代大型リチウムイオン二次電池の課題と対策2. 6 リチウムイオン二次電池の特性2. 7 将来展望2. 8 おわりに第4章　構成材料の開発動向1 正極材料1. 1 正極材料1. 1. 1 はじめに1. 1. 2 現行正極材料1. 1. 3 高電位正極材料候補1. 1. 4 高容量正極材料候補1. 1. 5 まとめ1. 2　車載電池用正極材料1. 2. 1 車載電池用正極材料に求められること1. 2. 2 コスト削減のためのゼロ・コバルト正極材料開発1. 2. 3 リサイクル2 高容量シリコン系負極材の開発動向2. 1 リチウムイオン二次電池用負極材の開発2. 2 炭素系負極材2. 3 ハードカーボンとソフトカーボン2. 4 グラファイト(黒鉛)2. 5 グラファイト結晶性と充放電容量の関係2. 6 天然黒鉛の実用化2. 7 グラファイトのステージ構造とリチウムインターカーレート2. 8 その他炭素材(MCMB,MCF)2. 9 合金系負極材としてのシリコン2. 10 シリコン系活物質と充放電に伴う粒子劣化2. 11 エネルギー密度の見直し2. 12 SiO活物質とリチウムの反応2. 13 SiO-C活物質の充放電に伴う相変化2. 14 負極終止電位の制御と材料劣化の関係2. 15 SiO-C/炭素系活物質を使用した電池挙動2. 16 Li doped SiO(Li-SiO-C)3 電解液・電解質3. 1 電解液の技術トレンド3. 1. 1 序論3. 1. 2 ベース電解液の高純度化3. 1. 3 負極の界面制御の必要性3. 1. 4 負極の表面コーティングの落とし穴3. 1. 5 添加剤VC使用の注意点3. 1. 6 添加剤PSの間違った見解3. 1. 7 正極用添加剤3. 1. 8 安全性向上添加剤(過充電防止)3. 1. 9 不燃化・難燃化の期待と限界3. 1. 10 抵抗低減添加剤3. 1. 11 おわりに3. 2 電解質系の市場動向3. 2. 1 はじめに3. 2. 2 中国における電気自動車及び電解質市場3. 2. 3 LiPF6と新規電解質及び添加剤について3. 2. 4 新型コロナウイルス感染拡大前後の電気自動車産業3. 2. 5 中国特有の電気自動車事業の推進と翳り3. 2. 6 新規電解質に関する必要条件3. 2. 7 車載用電池産業の不安要素3. 2. 8 欧米における電気自動車の普及3. 2. 9 電気自動車と消費者3. 2. 10 CO2削減への中国電気自動車の今後の動き3. 2. 11 まとめ4 セパレータ4. 1 リチウムイオン電池セパレータ用ポリオレフィン微多孔膜4. 1. 1 リチウムイオン電池セパレータ4. 1. 2 LIBセパレータ用微多孔膜の製法4. 1. 3 LIBセパレータの基本物性4. 1. 4 電池機能・性能とセパレータ物性の関係4. 1. 5 LIBの技術開発動向4. 1. 6 LIBセパレータ用微多孔膜の技術開発動向4. 1. 7 今後4. 2 セパレータ4. 2. 1 はじめに4. 2. 2 熱的寸法安定性の向上(耐熱層コートセパレータ)4. 2. 3 電極との接着性付与4. 2. 4 電解液含浸性4. 2. 5 おわりに5 バインダー5. 1 ポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)バインダー5. 1. 1 はじめに5. 1. 2 PVDFについて5. 1. 3 リチウムイオン電池への応用5. 1. 4 安全および環境対応5. 1. 5 おわりに5. 2 機能性バインダー5. 2. 1 はじめに5. 2. 2 負極バインダー5. 2. 3 正極バインダー5. 2. 4 機能層バインダー5. 2. 5 おわりに6 各種バインダと次世代電極スラリーの製造技術6. 1 はじめに6. 2 各種バインダを用いた電極特性6. 2. 1 ポリフッ化ビニリデン(PVdF)系バインダ6. 2. 2 ハイニッケル系正極材料への対策6. 2. 3 スチレンブタジエンゴム(SBR)系バインダ6. 2. 4 新規負極バインダ6. 3 スラリーの製造技術6. 4 おわりに7 蓄電デバイス用パッケージ7. 1 円筒缶型(Cylindrical cell)7. 2 角缶型(Prismatic cell)7. 3 パウチ型(Pouch cell)7. 4 パウチ型(ラミネートフィルム)の特徴7. 4. 1 構造7. 4. 2 成形性7. 4. 3 耐内容物性7. 4. 4 水蒸気バリア性7. 4. 5 気密性7. 4. 6 絶縁性7. 4. 7 耐熱性/耐寒性7. 5 車載用リチウムイオン電池パッケージングの品質,課題と今後の展望第5章　次世代革新電池1 酸化物系全固体LIBの研究開発動向1. 1 はじめに1. 2 全固体LIBの原理1. 3 酸化物系全固体LIBの開発状況1. 4 全固体LIBのさらなる高性能化や大面積化に向けての課題1. 5 産業技術総合研究所での酸化物系全固体LIB開発への取り組み1. 6 おわりに2 全固体リチウム硫黄電池2. 1 はじめに2. 2 硫黄正極活物質の適用2. 3 Li2S正極活物質の活性化2. 4 おわりに3 硫化物系固体電解質の特徴と高性能化に向けた取組み3. 1 はじめに3. 2 硫化物系固体電解質の特徴3. 3 熱融着によるイオン伝導度向上3. 4 耐水性と伝導性のバランス向上3. 5 ハロゲン添加系固体電解質3. 6 電池性能に対する力学特性の影響3. 7 まとめ第6章　高安全化技術1 リチウムイオン電池の熱暴走メカニズムと高安全性技術1. 1 はじめに1. 2 リチウムイオン電池の熱暴走メカニズム1. 2. 1 DSC試験1. 2. 2 ARC試験1. 3 電池のその他の安全性試験と高安全性技術1. 4 おわりに2 リチウムイオン電池の安全性とその取り組み技術の現状2. 1 はじめに2. 2 熱暴走について2. 2. 1 電池内部のエネルギー状態2. 2. 2 正極材の発熱量2. 2. 3 熱暴走のメカニズム2. 2. 4 ショート部の発熱量2. 3 安全化技術2. 3. 1 金属コンタミネーションと安全性について2. 3. 2 コンタミ対策2. 3. 3 安全性確認テスト(内部ショートテスト)2. 4 全固体電解質電池への期待2. 5 まとめ3 リチウムイオン電池の発熱反応と安全化技術3. 1 はじめに3. 2 リチウムイオン電池の発熱要因と安全機構3. 2. 1 電池内部の発熱3. 2. 2 リチウムイオン電池の材料と主な安全機構3. 3 リチウムイオン電池の発熱反応解析3. 3. 1 電池材料の発熱反応3. 3. 2 過充電反応―発熱反応解析と対策―3. 3. 3 内部短絡3. 4 リチウムイオン電池の安全性試験3. 5 おわりに第7章　安全性評価1 車載用リチウムイオン電池の安全性試験動向1. 1 車載における安全性試験1. 2 国際社会における技術規則1. 3 熱暴走(Thermal Runaway)1. 4 熱伝播(Thermal Propagation)1. 5 熱伝播の試験開始方法1. 5. 1 過充電1. 5. 2 釘刺し1. 5. 3 加熱1. 6 他の熱負荷試験と試験環境1. 7 最後に第8章　リサイクル技術1 EV用リチウムイオン電池リユース・リサイクル技術1. 1 はじめに1. 2 EV用リチウムイオン電池リユース・リサイクルの現状1. 2. 1 廃自動車からのバッテリーの取り外しと取り外されたLiBの特性評価1. 2. 2 リユースの動向1. 2. 3 廃LiBの輸送とリサイクル技術1. 3 EV用リチウムイオン電池リユース・リサイクルのこれからの技術課題1. 3. 1 廃自動車からのバッテリーパックの安全かつ迅速な取り外し1. 3. 2 電池の評価技術1. 3. 3 失活　水中における破砕法により迅速化と安全性の担保1. 4 北九州地域での全体最適LiBリユース・リサイクル技術・システム実証1. 5 まとめ2 DOWAエコシステムによるリチウムイオン二次電池リサイクルの取り組み2. 1 はじめに2. 2 DOWAエコシステムのLIB処理・リサイクルの特徴2. 3 LIBの危険物・有害物としての性質2. 4 LIBの資源価値2. 5 DOWAエコシステムのLIB処理・リサイクルプロセス2. 5. 1 プロセスの全体像2. 5. 2 焼却による無害化プロセス2. 5. 3 LIBに使用されている有価物のリサイクルを目的とした焼却条件2. 5. 4 破砕・選別プロセス2. 6 まとめと今後の課題3 新たなリチウムイオン電池リサイクル技術によるEV用リチウム資源循環戦略3. 1 急拡大するリチウム需要3. 2 イオン伝導体リチウム分離法;LiSMIC3. 3 社会実装へのステップアップ内容紹介本書は，車載用リチウムイオン電池の市場展望，電池各社の開発動向，電池部材の現状と今後の展望，全固体電池の最新動向，高安全化技術と評価試験技術，そしてリサイクル技術とビジネスまでを網羅した一冊です。