第1章 リチウムイオン電池と特性

• 1.1 リチウムイオン電池の用途分野と特性レベル
  • 1.1.1 生産のグローバル化
  • 1.1.1.1 国内のリチウムイオン電池生産
  • 1.1.1.2 車載および小型リチウムイオン電池の国内生産
  • 1.1.1.3 リチウムイオン電池の生産のシフト
  • 1.1.1.4 電動自動車の電池 (1)
  • 1.1.1.5 電動自動車の電池 (2)
  • 1.1.2 小型 (モバイル) /中型 (工具、 自転車)
  • 1.1.2.1 iPhon5内蔵リチウムポリマー電池
  • 1.1.2.2 スマートフォン用電池の比容量とPSE、CEマーク
  • 1.1.2.3 au (KDDI) 電池容量とパネルサイズ
  • 1.1.2.4 アシスト自転車の電池容量 (Ah)
  • 1.1.2.5 アシスト自転車の電池パック
  • 1.1.2.6 電動工具用電池パック
  • 1.1.2.7 電動工具用電池パックのAhとWh容量
  • 1.1.2.8 電動工具用リチウムイオン電池の例
  • 1.1.2.9 電動工具用リチウムイオン電池への要求特性
  • 1.1.3 自動車 (HV、PHV、EV、FCV)
  • 1.1.3.1 HVの生産台数
  • 1.1.3.2 日産自動車のEVリーフの販売実績 (国内)
  • 1.1.3.3 主な自動車メーカーのEVの出荷台数
  • 1.1.3.4 EVの走行距離と電池の容量試算
  • 1.1.3.5 日産リーフ280km走行モデル
  • 1.1.3.6 日産EV (LEAF) の電池構成
  • 1.1.3.7 低電圧蓄電デバイスによるEVの可能性
  • 1.1.3.8 三菱i-MiEV M搭載のLTO負極電池
  • 1.1.3.9 EVリチウムイオン電池の主要諸元 (1)
  • 1.1.3.10 EVリチウムイオン電池の主要諸元 (2)
  • 1.1.3.11 EVの電力消費率、交流蓄電と直流放電
  • 1.1.3.12 EVの二次電池、エネルギーロスと回生
  • 1.1.3.13 電動系自動車の蓄・発電容量と走行距離 (1)
  • 1.1.3.14 電動系自動車の蓄・発電容量と走行距離 (2)
  • 1.1.4 鉄道など交通システム、 電力系統連系、 再生可能エネルギー関連
  • 1.1.4.1 JR東日本EV-E301系電車の例
  • 1.1.4.2 JR東海の電車搭載の回生システム
  • 1.1.5 電力系統連係
  • 1.1.5.1 自然エネルギーの系統連係円滑化蓄電システムの導入
  • 1.1.5.2 風力発電の出力平滑化
  • 1.1.5.3 NEDO系統連系蓄電システム
  • 1.1.5.4 東北電力 株式会社 の系統連系蓄電システム
• 1.2 セルの構造と容量設計
  • 1.2.1 Ah容量とセルの構造
  • 1.2.1.1 リチウムイオン (セル) の特徴
  • 1.2.1.2 セル (単電池) からシステム (組電池) へ
  • 1.2.1.3 セル (単電池) からシステム (組電池) へのシミュレーション (1)
  • 1.2.1.4 セル (単電池) からシステム (組電池) へのシミュレーション (2)
  • 1.2.1.5 二次電池の安全性に関する小型、中型と大型
  • 1.2.1.6 円筒型セルのAh容量の変遷
  • 1.2.1.7 ラミネート型セルの特性
  • 1.2.1.8 スマートフォン電池の急速充電と長持ち対策
  • 1.2.2 電極版、端子構造と放熱性
  • 1.2.2.1 セルの構造と熱伝導
  • 1.2.2.2 ラミネート型セルの発熱挙動
  • 1.2.2.3 セルの外装材と電極構造
  • 1.2.2.4 セルの形式 (1) 電極体と集電方法
  • 1.2.2.5 セルの形式 (1) 電極端子と外装材
  • 1.2.2.6 セルの集電長と負極面積
  • 1.2.2.7 ラミネートセルのモジュール化と放熱
  • 1.2.2.8 大型ラミネートセルの放熱方法 (1)
  • 1.2.2.9 大型ラミネートセルの放熱方法 (2)
  • 1.2.2.10 リチウムイオン電池セルの放熱、加熱と保温
  • 1.2.2.11 円筒型と平板 (ラミネート) 型セルの表面積を比較
  • 1.2.2.12 リチウムイオンセル構成材料の熱伝導率
  • 1.2.3 捲回 (角型) 函体収納
  • 1.2.3.1 積層電極体の大容量セル
  • 1.2.3.2 PHV用リチウムイオン電池 (セル) の構造
  • 1.2.3.3 大型リチウムイオンのセル、 パック、 ユニット
  • 1.2.3.4 扁平捲回電極体
  • 1.2.3.5 エリーパワー 株式会社 の函体収納型リチウムイオン電池
  • 1.2.4 捲回 (円筒) 函体収納
  • 1.2.4.1 角形および円筒型セルの例
  • 1.2.4.2 扁平捲回電極体、缶収納
  • 1.2.5 積層 (平板) ラミネート外装収納
  • 1.2.5.1 積層型リチウムイオン電池 (セル) の電極構造
  • 1.2.5.2 電極端子を内部電極とリベット結合
  • 1.2.5.3 両タブ出しラミネート型セル
  • 1.2.5.4 両タブ出し大型ラミネートセルの代表例
  • 1.2.5.5 上タブ出しラミネート型セルの構造
  • 1.2.5.6 ラミネート型セルの端子と放熱 (放電) 性
  • 1.2.5.7 ラミネート型セルのタブ端子
  • 1.2.5.8 ラミネート型セルの容量と重量
  • 1.2.5.9 セルの形態、平板 (積層) 、円筒と角槽
  • 1.2.5.10 リチウムイオン電池の変遷 (システム化)
  • 1.2.5.11 リチウムイオン電池の変遷 (小・超小型セル)
• 1.3 エネルギー、 パワーとサイクル特性
  • 1.3.1 エネルギー特性と測定方法
  • 1.3.1.1 20Ahセルの充電と放電
  • 1.3.1.2 単電池への性能要求事項 (1)
  • 1.3.1.3 単電池への性能要求事項 (2)
  • 1.3.1.4 単電池への要求事項 (3)
  • 1.3.1.5 CC低電流とCV定電圧充電の経過
  • 1.3.1.6 CC定電流、CV定電圧と下限電圧、上限電圧
  • 1.3.2 パワー特性と回生充電
  • 1.3.2.1 パワータイプとエネルギータイプの放電レート特性
  • 1.3.2.2 セルの内部抵抗と放電挙動モデル
  • 1.3.2.3 タイプ別のセルの特性と向上モデル
  • 1.3.2.4 回生充電モデルと内部抵抗
  • 1.3.2.5 パワー設計の事例 20Ahセル
  • 1.3.3 サイクル特性 (寿命)
  • 1.3.3.1 放電容量維持率チャート
  • 1.3.3.2 セルの寿命予測
  • 1.3.3.3 EV電池の実運用結果と推定
  • 1.3.3.4 SOCの抑制によるサイクル寿命の延長 (1)
  • 1.3.3.5 SOCの抑制によるサイクル寿命の延長 (2)
  • 1.3.3.6 セルの寿命推定、サイクル劣化+保存劣化
  • 1.3.3.7 EV電池、 車載システムの寿命評価ステップ
  • 1.3.3.8 IEC62660-1放電出力制御パターン
  • 1.3.3.9 自動車走行の容量維持率
  • 1.3.4 畜電コスト
  • 1.3.4.1 SOCを30%カットした蓄電コスト
  • 1.3.4.2 蓄電コストと電気コスト
• 1.4 電池の製品規格と認証システム
  • 1.4.1 国内の規格
  • 1.4.1.1 リチウムイオン電池の規格
  • 1.4.1.2 製品規格、測定規格、安全性 (試験) 規格
  • 1.4.1.3 セルの形状と容量、規格表示
  • 1.4.1.4 JISC8711 標準リチウムイオン二次電池
  • 1.4.2 海外の規格
  • 1.4.2.1 DOEのPHV用リチウムイオン電池の規格提案
  • 1.4.2.2 EUCARのセル開発ロードマップ
  • 1.4.3 UL規格などの認証
  • 1.4.3.1 リチウムイオン電池関係のUL規格
  • 1.4.3.2 電池関係UL規格の用途分野
• 1.5 安全性規格と試験方法
  • 1.5.1 製造工程と安全性
  • 1.5.1.1 リチウムイオン電池関係の事故件数と対策
  • 1.5.1.2 リチウムイオン電池の安全性
  • 1.5.1.3 小型・中型・大型リチウムイオン電池の安全性問題
  • 1.5.1.4 時間経過をふまえた安全と危険
  • 1.5.1.5 リチウムイオン電池の劣化 (1)
  • 1.5.1.6 リチウムイオン電池の劣化 (2)
  • 1.5.2 国内規定と電気用品安全法
  • 1.5.2.1 電気的な安全性試験
  • 1.5.2.2 単・組電池の安全性試験
  • 1.5.2.3 二次電池の安全性試験に関するJIS規格の分担 (1)
  • 1.5.2.4 二次電池の安全性試験に関するJIS規格の分担 (2)
  • 1.5.2.5 強制内部短絡試験の概要
  • 1.5.2.6 リチウムイオン電池の規格
  • 1.5.3 海外のグローバルな規定と規程
  • 1.5.3.1 安全性試験の対象
  • 1.5.3.2 中国の電気自動車用の新規格
• 1.6 関連資料
  • 1.6.1 キャパシタと電池の併用システム
  • 1.6.1.1 リチウムイオン・キャパシタ ラミネート型/円筒型/角槽型セル/モジ
  • 1.6.1.2 コマツリフト 株式会社 のキャパシタハイブリッド電動フォークリフト
  • 1.6.1.3 建機など大型機器へのキャパシタの応用事例
  • 1.6.1.4 エレベーターの回生充電と停電対策
  • 1.6.1.5 新PRIUSα ニッケル水素/EDLC、リチウムイオン/EDLC
  • 1.6.2 燃料電池との併用システム
  • 1.6.2.1 トヨタMIRAI、高性能の“動く発電所”航続距離650km
  • 1.6.2.2 蓄電と発電デバイスと応用展開
  • 1.6.3 3R (リサイクルなど) 関係の概要
  • 1.6.3.1 EVからの廃電池の発生パターン
  • 1.6.3.2 資源・環境関係法の相互関係と機能
  • 1.6.3.3 二次電池の3Rと関連事項
  • 1.6.3.4 二次電池の回収、リサイクルと再資源化
  • 1.6.3.5 リチウムイオン電池応用機器の回収と電池処理
  • 1.6.3.6 国内小型二次電池回収ルール (JBRC)
  • 1.6.4 安全性試験関係の参考資料一覧
  • 1.6.4.1 セルの釘刺試験 (発火させた例)
  • 1.6.4.2 UN国連危険物輸送基準勧告 (オレンジブックⅢ)
  • 1.6.4.3 UNECE安全性試験項目の概要
  • 1.6.4.4 安全性試験の想定領域 (概念図)
  • 1.6.4.5 安全性試験の過酷度とアクションプラン
  • 1.6.5 サイクル劣化と寿命推定
  • 1.6.5.1 VDAの試験方法によるサイクルライフ
  • 1.6.5.2 10Ahセルのサイクル劣化 (1) 電流低下モデル
  • 1.6.5.3 10Ahセルのサイクル劣化 (2) 電圧低下モデル
  • 1.6.5.4 放電容量維持率、Ah表示と充放電効率

第2章 電池材料・部材と性能レベル

• 2.1 正極材
  • 2.1.1 汎用正極材
  • 2.1.1.1 正極剤の理論容量と実用容量
  • 2.1.1.2 正極剤の特性
  • 2.1.1.3 汎用正極剤の特性
  • 2.1.1.4 正極活物質の自己分解開始温度
  • 2.1.1.5 鉄リン酸リチウム正極
  • 2.1.1.6 鉄リン酸リチウム正極の4Ahセルの特性
  • 2.1.1.7 高容量の正極活物質
  • 2.1.1.8 正極活物質の放電容量の向上
  • 2.1.1.9 正極剤の容量とセルの試算 (1)
  • 2.1.1.10 正極剤の容量とセルの試算 (2)
  • 2.1.1.11 正極材の容量とセルの比容量モデル
  • 2.1.1.12 正極剤の放電容量とセルの電流密度
  • 2.1.2 粒子のモルフォロジー
  • 2.1.2.1 LNMCO三元系正極材
  • 2.1.2.2 正極材の粒子形状
  • 2.1.2.3 ゾルーゲル法+噴霧熱分解法によるマンガン系正極/LCOの合成方法
  • 2.1.2.4 噴霧造粒・焼成系の正極活物質と同電極板
  • 2.1.2.5 LFP (リン酸鉄リチウム) LiFePO4の特性例
  • 2.1.2.6 実用・正極Li-化合物の粒径と比表面積
  • 2.1.2.7 3元系高性能正極材の製品の改良事例
  • 2.1.3 高容量正極材 (5V系)
  • 2.1.3.1 リチウムイオン電池のエネルギー密度向上
  • 2.1.3.2 正負極の電位とセルの放電容量
  • 2.1.3.3 硫黄系高容量正極の目標
  • 2.1.3.4 正負極の電位上昇とセルの放電容量低下
  • 2.1.3.5 LNMO5V系正極の放電特性
  • 2.1.3.6 Li1.0～1.1リチウムの単元、二元系
  • 2.1.3.7 リチウム過剰系 (Li>1.2) の単元と2,3元系の研究例
  • 2.1.3.8 5V系正極材の最近の研究事例
  • 2.1.3.9 使えない正極材
• 2.2 負極材と導電剤
  • 2.2.1 炭素系負極材
  • 2.2.1.1 炭素系負極の模式図
  • 2.2.1.2 炭素系負極材料の特性
  • 2.2.1.3 負極材料の理論容量とセルの端子電圧
  • 2.2.1.4 各種負極材の理論容量
  • 2.2.1.5 各種負極材料の理論容量とセルの端子電圧
  • 2.2.1.6 黒鉛系と難黒鉛化系の放電電圧
  • 2.2.1.7 炭素系負極の容量と電位
  • 2.2.1.8 実用・炭素系負極材の特性
  • 2.2.1.9 負極材料の形状
  • 2.2.1.10 天然黒鉛の原料 (精製原料の塗工前) と電極板表面
  • 2.2.2 不可逆容量
  • 2.2.2.1 炭素系負極の不可逆容量
  • 2.2.2.2 ハードカーボン呉羽PICのLiの化学
  • 2.2.2.3 炭素の不可逆容量
  • 2.2.2.4 炭素材料と不可逆容量
  • 2.2.2.5 新規髙容量Si系負極の不可逆容量
  • 2.2.3 LTOと負極電位
  • 2.2.3.1 LTO負極セルの反応
  • 2.2.3.2 LMO正極/LTO負極セルの充放電過程
  • 2.2.3.3 カーボン・コーティングLTOの容量とレート特性
  • 2.2.3.4 LTO負極セルのサイクル特性
  • 2.2.3.5 各社のLTO負極セルの特性
  • 2.2.3.6 三菱iMiEVに採用されているLTO負極電池
  • 2.2.4 高容量負極材
  • 2.2.4.1 各種負極材の比容量 (理論値)
  • 2.2.4.2 100Whセル (正極+負極) 重量
  • 2.2.4.3 100Whセル (正極+負極) 体積
  • 2.2.4.4 負極材の特性と電極バインダー
  • 2.2.4.5 新規な負極とバインダー
  • 2.2.4.6 負極材の膨張率とバインダーの関係
  • 2.2.5 カーボンブラック
  • 2.2.5.1 導電剤の機能と配合
  • 2.2.5.2 導電性カーボンのSEM
  • 2.2.5.3 比表面積の高い炭素物質
  • 2.2.5.4 導電剤の選択と混合例
  • 2.2.5.5 黒鉛とカーボンブラックの電気化学的安定性
  • 2.2.6 気相成長炭素繊維 (VGCF)
  • 2.2.6.1 VGCFの特性
  • 2.2.6.2 導電剤の選択と混合
  • 2.2.6.3 VGCF (気相成長炭素繊維) の分散
• 2.3 電解液と電解質
  • 2.3.1 電解液の組成とイオン伝導性
  • 2.3.1.1 イオン伝導と電気 (子) 伝導
  • 2.3.1.2 水系VS.非水電解液電池の電気化学
  • 2.3.1.3 汎用電解液
  • 2.3.1.4 電解液と電解質の一般特性
  • 2.3.1.5 ECを主成分とする電解液組成とイオン伝導度
  • 2.3.1.6 汎用有機電解液のイオン伝導度と温度変化
  • 2.3.2 ポリマー電解液
  • 2.3.2.1 電解液 (質) 系によるリチウムイオンの分類
  • 2.3.2.2 PVDFゲル電解液系のイオン伝導度
  • 2.3.2.3 ポリマー (ゲル) セルの高電圧充電効果
  • 2.3.2.4 ポリマーゲルによる内部短絡回避
  • 2.3.2.5 ポリマー (ゲル) 電解液のモルフォロジー
  • 2.3.3 電解液の耐電圧、可燃性と安全性
  • 2.3.3.1 リチウムイオン・セルの正常動作領域
  • 2.3.3.2 電解質中の電位分布
  • 2.3.3.3 リチウムイオン電池 (セル) の電極電位
  • 2.3.3.4 有機電解液の電気分解領域
  • 2.3.3.5 有機電解液のHOMO、LUMO Ev
  • 2.3.3.6 F-GBLの特性
  • 2.3.3.7 有機電解液の引火点と消防法規制
  • 2.3.3.8 第四類引火性液体 (消防法) の指定数量
  • 2.3.3.9 大型の20Ahセルの消防法該当電解液量
  • 2.3.3.10 電解液の安全性データ
  • 2.3.4 電解質と安定剤
  • 2.3.4.1 電解質 (Li塩) の特性
  • 2.3.4.2 各種電解質の特性
  • 2.3.4.3 主なLi電解質の分子量と組成
  • 2.3.4.4 LiBOB添加によるMnの溶出抑制効果
  • 2.3.4.5 電解液への添加剤関係の開発動向を
  • 2.3.4.6 電解液系への添加剤 化合物>作用機序>効果発現
  • 2.3.4.7 添加剤の実用化 (1)
  • 2.3.4.8 添加剤の実用化 (2)
• 2.4 集電箔
  • 2.4.1 集電箔の電気化学
  • 2.4.1.1 アルミニウム (正極) 集電箔の電気化学的な特性
  • 2.4.1.2 銅 (負極) 集電箔の電気化学的な特性
  • 2.4.1.3 極板の欠陥と不良例
  • 2.4.1.4 過放電によるセルのガス膨張と電極板の崩壊
  • 2.4.1.5 銅箔とアルミ箔の選択
  • 2.4.1.6 集電箔の厚さと目付量
  • 2.4.2 正極集電箔
  • 2.4.2.1 集電箔と正負極剤の問題点
  • 2.4.2.2 負極 (銅) 集電箔の機能と求められる特性
  • 2.4.2.3 高機能アルミ箔開発動向
  • 2.4.2.4 高機能アルミ箔
  • 2.4.2.5 表面処理アルミ箔の効果
  • 2.4.2.6 カーボンコーティングアルミ箔
  • 2.4.3 負極集電箔
  • 2.4.3.1 1Ahセルの標準的なエネルギー設計
  • 2.4.3.2 負極 (銅) 集電箔の機能と求められる特性
  • 2.4.3.3 集電銅箔の種類と代表特性
  • 2.4.3.4 集電用銅箔の特性 (7μm基準)
  • 2.4.3.5 開孔 (メッシュ) 箔の表面積 (8μm箔)
• 2.5 セパレータ
  • 2.5.1 汎用セパレータ
  • 2.5.1.1 樹脂セパレータの製法
  • 2.5.1.2 各種セパレータの特徴
  • 2.5.1.3 セパレータの諸元
  • 2.5.1.4 セパレータの選定ステップ
  • 2.5.1.5 リチウムイオン電池の温度領域と問題点
  • 2.5.2 耐熱性セパレータ
  • 2.5.2.1 セパレータのシャットダウン特性
  • 2.5.2.2 セパレータの機能と温度
  • 2.5.2.3 内部短絡を回避 (1)
  • 2.5.2.4 内部短絡の回避 (2)
  • 2.5.2.5 新しい機能性セパレータ
• 2.6 バインダー
  • 2.6.1 バインダーの機能
  • 2.6.1.1 バインダーによる活物質の接着・結着状態
  • 2.6.1.2 各種バインダーポリマーの構造と配合
  • 2.6.1.3 ポリマーのTgとTm
  • 2.6.1.4 導電助剤とバインダー
  • 2.6.1.5 バインダーに対する物理・化学的な作用
  • 2.6.2 PVDF
  • 2.6.2.1 PVDFバインダーのホモポリマーとコポリマー
  • 2.6.2.2 PVDFの酸化と還元耐性
  • 2.6.2.3 バインダーポリマーの融点
  • 2.6.2.4 高重合度のPVDFのNMP溶液の結晶化
  • 2.6.2.5 PVDFの溶媒と電解液に対する溶解性と膨潤度
  • 2.6.2.6 PVDFの重合度とバインダー溶液
  • 2.6.2.7 バインダーの樹脂濃度と粘度
  • 2.6.2.8 高分子量タイプPVDFバインダー
  • 2.6.2.9 ポリマーの酸素指数
  • 2.6.2.10 リチウムイオン・セルの難燃化
  • 2.6.3 SBRラテックス
  • 2.6.3.1 SBR共重合体の構造および添加成分
  • 2.6.3.2 新規バインダー
  • 2.6.3.3 新規負極バインダー1
  • 2.6.3.4 新規負極バインダー2
  • 2.6.4 新規なバインダー
  • 2.6.4.1 負極材の膨張率とバインダー
  • 2.6.4.2 ポリイミド、ポリアミド・イミド系バインダー
  • 2.6.4.3 PAIポリアミドイミド、PIポリイミドの高分子化反応
  • 2.6.4.4 バインダーポリマーの耐熱性アップ
  • 2.6.4.5 究極はバインダーは要らない!
• 2.7 外装材
  • 2.7.1.1 セルの外装材と電極構造
  • 2.7.1.2 円筒リチウムイオン電池の事故例
  • 2.7.1.3 ラミネートセル用アルミ芯包材の構成
  • 2.7.1.4 ラミネート包材の“ストレスクラック”
  • 2.7.1.5 ラミネート外装材の新たな展開 (1)
  • 2.7.1.6 ラミネート外装材の新たな展開 (2)
• 2.8 関連資料
  • 2.8.1 mAh計算
  • 2.8.2 mWh計算
  • 2.8.3 正極、負極の電位と電解液の電位窓

第3章 設計・製造工程と機器

• 3.1 セルの基本設計
  • 3.1.1 容量設計と負極/正極比
  • 3.1.1.1 セルの設計例 (ステップ1)
  • 3.1.1.2 セルの設計例 (ステップ2)
  • 3.1.1.3 実用リチウムイオンセルの設計事例
  • 3.1.1.4 実用セルの設計と制約
  • 3.1.1.5 正極と負極、 容量のバランス
  • 3.1.2 電極板の目付量
  • 3.1.2.1 実用セルの設計と制約
  • 3.1.2.2 電極板の目付量の設定プロセス
  • 3.1.2.3 円筒型セルのコバルト系正極電極面積
  • 3.1.2.4 円筒型セル (18φと26φ) の電極面積と目付量
  • 3.1.2.5 ラミネート型セルのマンガン系正極電極面積
  • 3.1.2.6 ラミネート型セルの電極面積 (マンガン系正極)
  • 3.1.2.7 Wh当たりの電極面積と活物質容量
  • 3.1.2.8 電極板塗工の速度と目付量モデル
  • 3.1.3 ラボスケールの実験
  • 3.1.3.1 ラボスケール電極塗布・乾燥装置
  • 3.1.3.2 セルのサイズと評価事項
  • 3.1.3.3 ラミネート型の評価用セルと製品セル
• 3.2 製造アイテムと工程の流れ
  • 3.2.1 全行程の概要
  • 3.2.1.1 リチウムイオン電池の製造全工程
  • 3.2.1.2 電池製造のスケールアップ
  • 3.2.1.3 製造工程・製造設備・付帯設備
  • 3.2.1.4 製造の付帯設備と機器と設備金額
  • 3.2.2 原材料の投入ステップ
  • 3.2.2.1 全工程の原料、 部材と製造装置の関係
  • 3.2.3 工程不良と対策
  • 3.2.3.1 製造工程の不良と安全性リスク
  • 3.2.4 工程の区分と合理化
  • 3.2.4.1 操業のパターンと人員配置
  • 3.2.4.2 工程区分の取り方
  • 3.2.4.3 製造設備と工程費 (大型セルの製造)
  • 3.2.4.4 リチウムイオン電池生産の分業
• 3.3 工程機器と付帯設備
  • 3.3.1 工程と製造装置類
  • 3.3.1.1 原材料、製造工程と環境 (1)
  • 3.3.1.2 原材料、製造工程と環境 (2)
  • 3.3.1.3 製造設備の関連企業 (1)
  • 3.3.1.4 製造設備の関連企業 (2)
  • 3.3.1.5 後工程の製造設備の関連企業 (3)
  • 3.3.1.6 組立・充電工程の製造設備の関連企業 (4)
  • 3.3.1.7 汎用機転用から専用機設計へ
  • 3.3.2 塗工機と方式
  • 3.3.2.1 電極板の塗工方式と装置
  • 3.3.2.2 区分塗工用コーティング装置
  • 3.3.2.3 ヒラノテクシード 株式会社 のコンマコーター®
  • 3.3.2.4 電極板の塗工方式 (1)
  • 3.3.2.5 電極板の塗工方式 (2)
  • 3.3.3 付帯設備類
  • 3.3.3.1 付帯設備類 (1)
  • 3.3.3.2 付帯設備類 (2)
  • 3.3.3.3 電解液 (組成) の火災時の措置
• 3.4 化学物質規制と電池の3R課題
  • 3.4.1 化学物質の法規制
  • 3.4.1.1 リチウムイオン電池の化学物質と法規制
  • 3.4.1.2 電池製造の化学物質の安全と法規制
  • 3.4.1.3 化学物質の諸規制 (海外) と電池
  • 3.4.1.4 REACHにおける対象物
  • 3.4.2 回収、リサイクルと廃棄
  • 3.4.2.1 資源・環境関係法の相互関係と機能
  • 3.4.2.2 二次電池の3Rと関連事項
  • 3.4.2.3 廃電池とバーゼル法の規定

第4章 電池製造 (前・中工程)

• 4.1 前工程 (粉体配合とスラリー調整)
  • 4.1.1 正負極の配合
  • 4.1.1.1 正極活物質の構造と電子伝導性
  • 4.1.1.2 電極板の製造、粉体加工とスラリー化
  • 4.1.1.3 正負極材の真比重、T比重、P比重、空隙率
  • 4.1.1.4 粉体の帯電列と界面電位
  • 4.1.1.5 材料の混合、混練と粉砕
  • 4.1.2 導電材の配合とMC処理
  • 4.1.2.1 正極における導電剤の添加効果
  • 4.1.2.2 導電剤の配合パラメーターPXの設定事例
  • 4.1.2.3 粒子の複合化>均一分散、 導電アップ
  • 4.1.2.4 カーボンブラック親油性と親水性
  • 4.1.2.5 導電剤の選択と混合例 (2)
  • 4.1.2.6 材料の混合・混練と物質の特性
  • 4.1.2.7 混練工程の機器
  • 4.1.2.8 正負極材の混合、分散
  • 4.1.2.9 粉体の混合・加工
  • 4.1.2.10 活物質のメカノケミカルMC処理 特許公開例
  • 4.1.2.11 ラボスケールの電極スラリーの調整
  • 4.1.2.12 実験室での活物質の簡易な混練方法
  • 4.1.2.13 赤外線ランプ照射
  • 4.1.3 塗工スラリーの調整
  • 4.1.3.1 正極と負極の粉体加工とスラリー調整
  • 4.1.3.2 塗工スラリーの粘度と固形分モデル
  • 4.1.3.3 電極材料の混合・分散 (1.有機溶剤系)
  • 4.1.3.4 電極材料の混合・分散 (2.水媒体系)
  • 4.1.3.5 活物質の水による溶出と吸水率
  • 4.1.3.6 正負極材のpH値
  • 4.1.3.7 正極の水系塗工スラリーのpH
  • 4.1.3.8 NMC多元系正極材の特性
  • 4.1.3.9 SBR共重合ポリマーの構造および添加成分
  • 4.1.3.10 炭素系負極の水系塗工スラリー調製
  • 4.1.3.11 炭素系負極の水系における濡性と流動性
  • 4.1.3.12 バインダーの選択 (小型と中大型セル)
  • 4.1.3.13 炭素系負極極板の水系塗工と評価
  • 4.1.3.14 塗工スラリーの製造の公開特許図
  • 4.1.3.15 塗工正極の加工
  • 4.1.4 塗工媒体の問題
  • 4.1.4.1 バインダーポリマーと媒体 (1)
  • 4.1.4.2 バインダーポリマーと媒体 (2) 、コスト
  • 4.1.5 導電性異物と対策
  • 4.1.5.1 鉄錆の発生メカニズム
  • 4.1.5.2 酸化鉄粒子のモルフォロジー
  • 4.1.5.3 酸化鉄粒子の導電化と内部短絡発現モデル
  • 4.1.5.4 バインダーによる導電性異物の固定と反応封鎖
  • 4.1.5.5 過放電による負極極板Cuの剥離
  • 4.1.5.6 過放電による正極材の状態変化
  • 4.1.5.7 セルの内部短絡防止対策
• 4.2 中工程 (塗工・乾燥と電極板評価)
  • 4.2.1 電極板の塗工・乾燥
  • 4.2.1.1 製造設備と工程費
  • 4.2.1.2 極板の塗工パターン (正負、両面)
  • 4.2.1.3 電極の塗工パターン
  • 4.2.1.4 負極電極板の塗工後検査
  • 4.2.1.5 電極の塗工後の長尺電極シート
  • 4.2.1.6 スリット・ダイによる間欠塗工システム
  • 4.2.1.7 区分塗工用コーティング機
  • 4.2.1.8 電極塗工スラリーの構造粘性
  • 4.2.1.9 極板の乾燥過程
  • 4.2.1.10 (PVDF+黒鉛) NMPの乾燥プロセス
  • 4.2.1.11 塗工>乾燥ステップ
  • 4.2.1.12 塗工>乾燥ステッ
  • 4.2.1.13 PVDFの結晶化温度と冷却速度の関係
  • 4.2.1.14 製膜温度とPVDFの膨潤率および有機酸の添加効果
  • 4.2.2 塗工速度と効率
  • 4.2.2.1 電極塗工媒体の蒸気圧
  • 4.2.2.2 塗工・乾燥の速度モデル
  • 4.2.2.3 電極板塗工の速度因子
  • 4.2.2.4 電極板塗工の速度と目付量モデル
  • 4.2.2.5 電極板の塗工>乾燥における相対効率モデル
  • 4.2.2,6 電極板の塗工>乾燥
  • 4.2.3 電極板の欠陥
  • 4.2.3.1 塗工層における臨界顔料体積濃度の保持
  • 4.2.3.2 電極板のクラックと膨れ
  • 4.2.3.3 電極板を構成する材料の熱膨張
  • 4.2.3.4 電極板の塗工欠陥
  • 4.2.3.5 電極板 (負極) の電解液への浸漬試験
  • 4.2.4 電極板の二次加工
  • 4.2.4.1 電極板乾燥装置
  • 4.2.4.2 電極板のプレス (連続プレス機)
  • 4.2.4.3 カレンダーロールの事例
  • 4.2.4.4 電極表面SEM
  • 4.2.4.5 電極板の密度とプレス効果 (1)
  • 4.2.4.6 電極板の密度とプレス効果 (2)
  • 4.2.4.7 スリッターの装置例
  • 4.2.5 電極板の評価 (1)
  • 4.2.5.1 LNMO三元系電極の表面状態
  • 4.2.5.2 ラミネートセルMn系正極の表面状態
  • 4.2.5.3 極板接着評価方法
  • 4.2.6 電極板の評価 (2)
  • 4.2.6.1 電極板の評価 (セルの放電容量の変化)
  • 4.2.6.2 電極板の評価 (1)
  • 4.2.6.3 電極板の評価 (2)
  • 4.2.6.4 良い極板とは
• 4.3 正負極材の浸水による変化
  • 4.3.1 リチウムイオンの溶出
  • 4.3.1.1 正極・負極の水系溶出成分ICP分析 (1)
  • 4.3.1.2 正極・負極の水系溶出成分ICP分析 (2)
  • 4.3.2 浸水とX線回析パラメーター
  • 4.3.2.1 浸水処理による活物質のXRDパラメーターの変化

第5章 電池製造 (後工程)

• 5.1 後工程 (電解液充填、初充電と検査)
  • 5.1.1 セル組立と乾燥
  • 5.1.1.1 リチウムイオン電池製造装置
  • 5.1.1.2 ラミネート型セルの自動組立機
  • 5.1.1.3 電極板とセパレータの位置関係
  • 5.1.1.4 セルの乾燥条件と初充電におけるガス発生
  • 5.1.2 外装封止と端子付け
  • 5.1.2.1 集電箔の収束 (超音波溶着)
  • 5.1.2.2 集電箔の超音波溶接 (溶/熔着)
  • 5.1.2.3 大形ラミネートセルの超音波熔着したタブ端子
  • 5.1.2.4 真空シーラーと電解液充填機
  • 5.1.2.5 ラミネート包材のストレスクラック
  • 5.1.2.6 ラミネート包材における“タブ”の封止
  • 5.1.2.7 シーラントタブ封止部の、引張り強度スライド
  • 5.1.2.8 シーラントタブ封止部引張り強度
  • 5.1.2.9 シーラントタブ封止部引張り強度の測定例
  • 5.1.2.10 ラミネート型セルのガス膨張
  • 5.1.3 電解液注入
  • 5.1.3.1 セルへの電解液の侵入方向
  • 5.1.3.2 セパレータへの電解液の浸透
  • 5.1.3.3 非充放電電極面における異常
  • 5.1.4 初充電操作とSEI形成
  • 5.1.4.1 反応電極電位
  • 5.1.4.2 初充電操作と脱ガス、SEI形成
  • 5.1.4.3 電解液への添加剤 (化合物と作用機序)
  • 5.1.4.4 フッ化ECの作用機序
  • 5.1.4.5 ビニレンカーボネート (VC) の効果とSEIライド
  • 5.1.4.6 初充電および検査項目と設定事例
  • 5.1.4.7 初充 (放) 電の条件と測定項目 (1)
  • 5.1.4.8 初充 (放) 電の条件と測定項目 (2)
  • 5.1.4.9 初充 (放) 電の条件と測定項目 (3)
  • 5.1.5 自己放電と内部抵抗
  • 5.1.5.1 自己放電率とAC抵抗、DC抵抗
  • 5.1.5.2 セルの劣化と交流抵抗ACRの変化
  • 5.1.5.3 セルの内部抵抗
• 5.2 品質管理と保証
  • 5.2.1 仕様書と取扱説明書
  • 5.2.1.1 (単) 電池仕様書の項目例
  • 5.2.1.2 取扱説明書の特性値の英文、和文の表現
  • 5.2.1.3 JISC8715-2の附属書 (A) の安全領域
  • 5.2.1.4 (小型) 二次電池の表示 (マーキング)
  • 5.2.2 MSDSと輸出関係書類
  • 5.2.2.1 リチウムイオン電池 (セル) の輸出手順
  • 5.2.2.2 リチウムイオン電池のMSDS事例
  • 5.2.2.3 輸送時の添付資料の事例
  • 3.2.2.4 危険物申請書
  • 5.2.3 技術情報の提供と試験
  • 5.2.3.1 JISの機能安全性試験
  • 5.2.3.2 リチウムイオン電池、メーカーとユーザーの情報共有
  • 5.2.3.3 製品開発と製造における規格要求事項の流れ (1)
  • 5.2.3.4 製品開発と製造における規格要求事項の流れ (2)
• 5.3 関係資料
  • 5.3.1 保存劣化と対策
  • 5.3.1.1 セルの保存劣化とSOCの影響
  • 5.3.1.2 VDAの試験方法によるサイクルライフ
  • 5.3.1.3 セルの寿命予測
  • 5.3.1.4 セルの保存条件 (温度) と特性の劣化
  • 5.3.2 セルの特性のバラツキ
  • 5.3.2.1 三直列定電流充電
  • 5.3.2.2 並列定電圧充電
  • 5.3.2.3 過充電セルの体積膨張率
  • 5.3.2.4 セル>パック>モジュールの構成
  • 5.3.2.5 大容量のユニットのBMS

第6章 電池のコスト

• 6.1 工場原価試算 (原材料費、設備償却と労務費)
  • 6.1.1 原材料 (使用量とコスト事例)
  • 6.1.1.1 EV用量産セルのコスト計算の手順 (1)
  • 6.1.1.2 セルの重量と体積構成
  • 6.1.1.3 原材料のコスト
  • 6.1.1.4 正極材、単価と性能
  • 6.1.2 固定費と比例費
  • 6.1.2.1 量産セルのコスト計算の手順 (2)
  • 6.1.2.2 100万セル/年の製造設備
  • 6.1.2.3 設備 (新設) 金額の試算 (1)
  • 6.1.2.4 設備 (新設) 金額の試算 (2)
  • 6.1.2.5 付帯設備を増強した金額 (新設) の試算 (3)
  • 6.1.2.6 EV・HEV用の電池工場 設備投資金額
  • 6.1.2.7 100万セル/年の製造コストの合計
  • 6.1.3 工場原価と利益率ROI、粗利益
  • 6.1.3.1 設備投資額を変えた場合のセルの製造コス ト
  • 6.1.3.2 電池の工場原価
  • 6.1.3.3 100万セル/年生産の利益率
  • 6.1.3.4 Ahセルの価格モデル
  • 6.1.4 コストダウンのシミュレーション (/kWh)
  • 6.1.4.1 原材料のコストダウンとセルの製造コスト
  • 6.1.4.2 コストダウン、原材料>設計>製造>販売
  • 6.1.5 究極のコストダウン、硫黄と鉛
  • 6.1.5.1 究極のコストダウン・正極材のコスト試算 (A)
  • 6.1.5.2 正極材のコスト試算、5V系と硫黄系 (1)
  • 6.1.5.3 正極材のコスト試算、5V系と硫黄系 (2)
  • 6.1.5.4 正極材のコスト試算 (a) 理路容量ベース
  • 6.1.5.5 正極材のコスト試算、5V系と硫黄系 (b、Ah)
  • 6.1.5.6 正極材のコスト試算 5V系と硫黄系 (C.Ah、Wh)
• 6.2 コストダウンと方策
  • 6.2.1 製造工程上のネック
  • 6.2.1.1 リチウムイオン電池の材料>製造>運用
  • 6.2.2 ネック解消の方策
  • 6.2.2.1 電極板製造の集約化
  • 6.2.3 機能のハイブリッド化
  • 6.2.3.1 ポリマー系材料のハイブリッド化
  • 6.2.3.2 PVDFのハイブリッド化材料
  • 6.2.3.3 ポリマー/イオン性液体/電解液 (質) の相溶性を活かしたハイブリッド化
  • 6.2.3.4 ポリマーゲルをセパレータとした例
  • 6.2.3.5 ロールtoロール連続プロセス
  • 6.2.3.6 ポリマー状電解液のセルへの導入
  • 6.2.4 双極子セル
  • 6.2.4.1 双極子型リチウムイオン電池
  • 6.2.4.2 双極子型リチウムイオン・セル
• 6.3 製造コスト関連資料
  • 6.3.1 コストの算定基礎 (計算の過程)
  • 6.3.1.1 原材料の工程ロス設定
  • 6.3.1.2 セルの材料コスト構成 (1) エネルギー設計
  • 6.3.1.3 セルの材料コスト構成 (2) パワー設計
  • 6.3.2 試算のスケールと EV相当台数
  • 6.3.2.1 試算のスケールと自動車相当台数
  • 6.3.2.2 電動自動車の電池 (2)

第7章 ポストリチウムイオン電池

• 7.1 ニーズとシーズ
  • 7.1.1 リチウムイオン電池、ニーズとシーズ
  • 7.1.2 蓄電デバイス相互の比較
  • 7.1.3 リチウムイオン電池の変遷 (1)
  • 7.1.4 リチウムイオン電池の変遷 (2)
  • 7.1.5 ポリマーゲル二次電池の応用 文献資料
• 7.2 ポストリチウムイオン電池
  • 7.2.1 発電 (一次電池) と蓄電 (二次電池) としてのデバイスのマップ
  • 7.2.2 メタル/空気系セルの理論容量
  • 7.2.3 ポストリチウムイオン電池、セルの実用化