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リチウムイオン電池用セパレータの安全設計とコーティング技術

リチウムイオン電池用セパレータの安全設計とコーティング技術

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開催日

  • 2022年4月11日(月) 10時30分 ～ 16時15分

受講対象者

  • 電池分野のスラリー設計、セパレータ設計、コーティング技術者

修得知識

  • 分散・消泡・表面調整・レオロジーコントロール技術の基本点
  • 添加剤の構造・特性、使い方
  • リチウムイオン電池セパレータの最新技術動向

プログラム

第1部 リチウムイオン電池の安全設計に必要な電池発熱のメカニズムおよび評価法

(2022年4月11日 10:30〜12:00)

　リチウムイオン電池は今日ではモバイル機器用に広く普及しており、電気自動車や電力貯蔵システム等の大型用途でも使用され始めている高性能電池であるが、時折発火事故等が報道されることがあり、安全性については更なる性能向上が求められている。
　本講演では、リチウムイオン電池の熱問題について概説するとともに、リチウムイオン電池の安全設計に必要な、電池の発熱挙動の評価手法について紹介する。

  1. リチウムイオン電池の熱問題
  2. 昇温時の発熱挙動と熱分析による評価
  3. 充放電時の発熱挙動と熱測定による評価
  4. 過充電時の発熱挙動評価
    • 質疑応答

第2部 リチウムイオン電池セパレータコーティング添加剤利用のポイント

(2022年4月11日 13:00〜14:30)

　この項では、セパレータコーティングに有用なコーティング用添加剤を紹介する。まず、コーティング剤の設計と塗布・乾燥における基本的な課題を概観し、対策の基本的な考え方を提示する。すなわち、粒子の分散安定化、塗布・乾燥における表面現象、レオロジー特性とその制御を考える。
　そのうえで、問題の解決に必要な各種添加剤として、分散剤、表面調整剤 (濡れ剤) 、消泡剤、レオロジーコントロール剤などの構造と特徴を、実際の実験例を交えて紹介する。最後に上記添加剤を用いた時の電気化学的安定性の評価にも触れる。

  1. リチウムイオン電池でのコーティング用添加剤の役割
    1. 粒子の分散安定化による粘性低減・充填率の向上
      1. 粒子分散安定化の基礎的な考え方
      2. 分散剤の構造と特性とアルミナ等無機粒子及びPVDFの分散
      3. セパレータコーティングでの分散の注意事項 (分散剤と残存水分)
    2. 表面調整剤による基材フィルムへのコーティング液の濡れ性の向上
      1. 表面張力の低下と濡れ性
      2. 表面調整剤の構造と特徴
    3. 消泡剤による泡・ピンホール欠陥の防止
      1. 泡の安定性と消泡のメカニズム
      2. 消泡剤の構造と注意点
    4. レオロジーコントロール剤による沈降抑制と膜保持
      1. 層状ケイ酸塩の構造と粘性
  2. コーティング用添加剤の安定性等評価結果
    • 質疑応答

第3部 セパレータへの機能性コーティング技術

(2022年4月11日 14:45〜16:15)

　リチウムイオン電池の特性向上は著しいものがあるが、その一旦をセパレータのコーティング技術が担っている。そのような背景を踏まえ、セパレータのコーティング技術についてそれが必要となった背景及び目的、技術内容、今後の動向について概説する。

  1. リチウムイオン電池とセパレータ
    1. リチウムイオン電池と電池セパレータの役割
    2. リチウムイオン電池用ポリオレフィン微多孔膜セパレータ技術
  2. コーティングによる機能付与
    1. 機能付与コーティングの目的
    2. 機能付与コーティング技術の種類
    3. 電極との接着性付与コーティング技術
    4. 耐熱性向上コーティング技術
  3. まとめと今後の動向及び課題
    • 質疑応答
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講師

  • 齋藤 喜康 氏
    国立研究開発法人 産業技術総合研究所 エネルギー・環境領域 省エネルギー研究部門 エネルギー貯蔵システムグループ
    主任研究員
  • 若原 章博 氏
    ビックケミー・ジャパン株式会社
    シニアソリューションナビゲーター
  • 西川 聡 氏
    帝人 株式会社 コーポレート新事業本部 電池部材・メンブレン部門 電池部材事業部
    部長, 帝人グループ技術主幹
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主催

株式会社 技術情報協会
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  • 学校教育法にて規定された国、地方公共団体、および学校法人格を有する大学、大学院、短期大学、附属病院、高等専門学校および各種学校の教員、生徒
  • 病院などの医療機関・医療関連機関に勤務する医療従事者
  • 文部科学省、経済産業省が設置した独立行政法人に勤務する研究者。理化学研究所、産業技術総合研究所など
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