はじめに

　(有)シーエムシー・リサーチは、「 リチウムイオン二次電池 構成材料の解析と需要予測 」(2009年5月刊) 、「 HEV・EV用電池の特性解析&LiB材料の需要予測 」 (2009年10月刊) を発行、また2010年4月には、これらレポートの英文版を発行 (発行元:シーエムシーインターナショナル) することで、関係する企業の皆様のお役にたてる情報の提供に努めてまいりました。その後も急速に変化するリチウムイオン二次電池の市場環境、関連技術、企業動向に対する継続した調査を続けて参りました。
　そしてこの度、関係企業や新規参入をめざす企業の方々から特にニーズの強かった「製造装置を含めた製造プロセス解析と製造コスト分析」をテーマにした特別調査レポートを企画しました。
　本調査レポートが、LiB関連事業の拡大発展を目指す企業はもとより、新規参入を指向されている企業の皆様にとっても意義ある情報であることを確信してご案内申し上げます。

企画の背景

　ハイブリッド車 (HEV・PHEV) や電気自動車 (EV) など電動自動車の巨大市場が動き始めたことで、リチウムイオン二次電池 (LiB) の国際的な開発競争が激しさを増しています。
　現在主流の小型LiBは、小型携帯機器 (携帯電話、ノートPC、デジタルカメラなど)の電源として広範囲なニーズを背景に需要が伸び、2009 年では国内生産に限っても2,809億円 (電池工業会) と成長しております。
　また2009 年からスタートしたアシスト自転車や電動工具用の中型LiBも、2010 年に至って本格的な量産の段階に入り、新しい市場が広がろうとしています。さらに大型LiBは、自動車用の電源としてHEV (ハイブリッド車) 、PHEV (プラグインHEV) およびEV向けの生産が本格化しようとしている段階にあり、これらの中大型LiB用途が本格化的に動き出す2014 年頃には自動車用だけでもLiBの市場規模は2 兆円に達すると予測されています。一方、LiBの本格的な普及のためには電池自体が高価であることがネックとなっており、材料コストの低減から製造プロセスの効率化などにわたる、コスト削減技術のブレークスルーが強く求められています。
　中大型LiBのコスト削減には、今後予測される需要拡大を見込んだ量産設備の確立が不可欠であり、そこでは従来の小型LiB製造の延長線上には無い、製造プロセス自体の変化が生じてきます。新規参入も含めたメーカー各社がこの成長分野でのポジションを確保するため設備投資を活発化させています。このタイミングで製造プロセスの解析、コスト構成およびその詳細な実態をおさえておくことは、LiB関連企業にとって極めて重要な意義を持つものと考え、特別調査レポートを企画しました。

企画のポイント

LiBの製造工程およびコストの変動要因

1. 電池 (セル) の容量アップ。1Ah 前後から10～100Ah と大型化
2. 高容量化を目指した正極活物質の変化。多元系や鉄リン酸リチウムへ
3. 高速充電や回生充電対応の負極活物質の変化
4. 出力特性 (パワー) を重視した電池 (セル) 設計
5. 安全性試験や寿命 (サイクルと保存) をクリアするためのセル設計
6. コストダウンが可能な電極構造の合理化

これらの変化の中には、従来の小型電池の延長線上ではカバー仕難い領域が発生しており、製造設備と製造工程には“世代交代的な変化“が必要である。
いくつかの項目を挙げると;

1. 取扱う原材料の増大に伴った、原料の自動計量や配合の連続化
2. 粉体処理 (混合・混練) や塗工スラリー調製の高度化と連続化
3. 塗工 (コーティングと乾燥) の高速化とパターン化¹
4. 電極板の二次加工とセル組立の自動化
5. 電解液注入、初充電の自動化と検査 (不良セル排除) のコンビネーション
6. 溶剤 ( 塗工用NMP² ) の環境規制と溶剤回収
7. クリーンルームやドライルーム設備の増大と運転コストの負担

¹ 区分塗工/ストライプ塗工およびその組合せパターン

² N-メチル-2-ピロリドン

本調査においては、上記の諸問題に関して2009～2010 年レベルでの状況を整理して解析するとともに、次頁の目次項目について可能な限り具体的に調査して解析を行う所存です。