水系電極の開発、特性評価とリチウムイオン電池での適用

水系バインダーを用いるための課題とは? 
不溶化、ゲル化を防ぐには?
リチウム過剰系正極、ニッケル系正極での適用事例を詳解!

セミナー講師

1. 神奈川大学 工学部 教授 博士(理学) 松本 太 氏
2. 山形大学 学術研究院 准教授 博士(工学) 伊藤 智博 氏
3. ATTACCATO合同会社 代表 向井 孝志 氏

セミナー受講料

1名につき60,000円(消費税抜き・昼食・資料付き) 
〔1社2名以上同時申込の場合1名につき55,000円(税抜)〕

セミナープログラム

<10:00~12:00> 
1.リチウム過剰系正極への水系バインダーの適用と長寿命化
神奈川大学 工学部 教授 博士(理学) 松本 太 氏
 
講演概要
Li過剰系正極材料の基礎と水系バインダーへの適用に関する抑えるべきポイントについて解説いたします。

1.Li過剰系正極材料の合成条件と結晶構造の関係
 1-1 焼成条件の検討
 1-2 クエンチ条件の検討
 1-3 その他

2.Li過剰系正極材料の組成電池性能の関係
 2-1 組成と電池容量、サイクル安定性の関係
 2-2 組成とエネルギー密度、平均放電電位の関係

3.水系バインダーの問題点
4.水系バインダーの耐酸化性
5.水系バインダーに適用可能なLi過剰系正極材料の探索
6.Li過剰系正極材料の表面コーティングによる耐水性の付与
7.まとめ

【質疑応答】



<12:45~14:45>
2.水系合材スラリーを使ったリチウムイオン電池の理解 
山形大学 学術研究院 准教授 博士(工学) 伊藤 智博 氏
 
講演概要
電池の原理をおさらいし、電極内部や集電体表面におけるバインダーの役割を理解し、実際の電池の設計に役立てること。 

1.リチウムイオン電池の構造と電極中の電気の流れ方
 1-1 電池の基本とその原理
 1-2 電池から電気が取り出せるということ
 1-3 リチウム電池電極内部の電気の流れ
 1-4 活物質、集電体、導電助材、電解液の役割
 1-5 内部抵抗とサイクル特性

2.電極中のバインダーの役割と電池性能
 2-1 材料の電気物性と極性
 2-2 材料の粉体特性と合材の分散・塗布・乾燥
 2-3 溶剤系バインダーと水分散系バインダー
 2-4 材料混合の順序とバインダーの選択と電池性能
 2-5 バインダー役割と電池性能

3.正極集電体と合材との接触抵抗とサイクル劣化
 3-1 交流インピーダンス法によるバインダーの評価
 3-2 交流インピーダンス法によるスラリー乾燥過程の導電ネットワーク解析
 3-3 集電体へのバインダー関与と電池性能
 3-4 集電体界面の密着性と内部抵抗
 3-5 バインダーや分散剤が内部抵抗やサイクル劣化に及ぼす影響

【質疑応答】



<15:00~17:00>
3.水系バインダーを用いた電極特性と次世代電極の開発
ATTACCATO合同会社 代表 向井 孝志 氏
 
講演概要

 現在、正極ではPVdF系バインダ負極ではSBR系バインダが広く用いられている。ただ、PVdF系では、耐電圧性に優れるものの、高Ni系材料と混合するとゲル化や不溶化等を起こしやすい。SBR系では、PVdF系と比べて結着性とコスト面で優位であるが、Si系材料の添加量が多いとサイクル劣化が大きいという課題がある。本講演では、各種の水系バインダと次世代電極について紹介したい。


1.リチウムイオン電池の市場動向と構成材料、製造工程について
2.次世代正極材料と正極用バインダー
 2-1 水系バインダーを用いたリン酸鉄リチウム正極の開発
 2-2 水系バインダーを用いた高Ni系正極の開発
 2-3 各種バインダーと硫黄系正極の開発
 2-4 セルロースナノファイバー複合バインダの開発

3.次世代負極材料と負極用バインダー
 3-1 アクリル系バインダーを用いたカーボン複合系負極の開発
 3-2 ポリイミド系バインダーを用いたSiO負極の開発
 3-3 無機系バインダーを用いたSi負極の開発

4.今後の展望

【質疑応答】