特集リチウムイオン電池

スマート社会に不可欠な高機能バッテリーの進化に貢献

リチウムイオン電池の高エネルギー密度化や信頼性のさらなる向上を

リチウムイオン電池

リチウムイオン二次電池(バッテリー)は、リチウムイオンが正極と負極の間を移動することで充放電が行われます。この電池は他の二次電池に比べて、小型・軽量で高容量、さらに高速充電できるという優れた特性があります。そのため、スマートフォン、タブレット型端末、パソコンから電気自動車や航空機の非常用バッテリーまで幅広く使われ、分散型電源と情報通信を活用した効率的なエネルギー社会(スマートシティなど)を実現する上で重要な役割を担うと期待されています。

一方で、作動機器の多機能化に対応する高エネルギー密度化による電池の薄型・軽量化、電池の長寿命化、充電時間の短縮、安全性の向上などが求められています。

DICの取り組み(1)

省エネルギー

CO2削減

利便性の向上

リチウムイオンを高容量で貯める活物質の開発を目指して

スマートフォンや電気自動車の課題に、1充電あたりの使用時間の短さがあります。これは電池内部でリチウムイオンの授受を担う「活物質」(負極側は黒鉛)がもはやイオンを貯める限界にあり、これ以上高エネルギー密度化が図れないからです。そこでDICでは、ナノレベルのコンポジット材料の合成技術を駆使し、黒鉛に代わる次世代の負極活物質の開発に取り組んでいます。

これは炭素を母材に、リチウムイオンと合金化反応しやすいシリコンやスズの微粒子を安定分散させた新部材です。活物質は、充電時に膨張して放電時に収縮するため、高容量にすると耐えられずに割れたり、活物質をつなぐ樹脂バインダが切断されて導電パスまで切れてしまうことがあります。DICは、炭素中、微粒子の良分散によって活物質の膨張・収縮を制御し、さらに樹脂バインダも自社開発して課題解決を目指しています。この新たな活物質の開発が実現すれば、リチウムイオン電池の高エネルギー密度化が図られ、モバイル機器の小型化や使用時間の延長、電気自動車の航続距離の延長などが期待できます。

開発中の負極活物質<
開発中の負極活物質

たくさんの電気を持つ電池を作るには…

KEY PERSON of DIC

R&D本部 コア機能開発センター 機能材料3グループ 主席研究員 加藤 愼治

DICのシナジー効果を発揮してリチウムイオン電池の技術革新を

リチウムイオン電池の高容量化を図る活物質として、シリコンやスズを使った研究が活発化していますが、膨張・収縮の制御が依然困難であるのが実情です。そうした中、DICでは、ナノ粒子を極めて高い精度で分散制御するコアテクノロジーを武器に課題解決に道筋が見えてきました。他部門でもリチウムイオン電池の部材開発が活発化していますから、シナジー効果を発揮して技術革新に貢献していきます。

R&D本部 コア機能開発センター 機能材料3グループ 主席研究員 加藤 愼治

アドバンストポリマ営業本部 高機能化学品開発営業部 課長 鞠子 浩之

今こそ「うれC・たのC・DIC」の出番です

近年のリチウムイオン電池の進歩はめざましく、モバイル機器から自動車・定置用電源などの技術革新の起爆剤になりつつあります。DICがその一翼を担うことで、環境負荷の低減はもちろん、社会にうれしさや楽しさという価値を提供できます。今後もDICの製品開発にご期待ください。

アドバンストポリマ営業本部 高機能化学品開発営業部 課長 鞠子 浩之

DICの取り組み(2)

省エネルギー

CO2削減

3R(省資源)

環境負荷物質削減

優れた耐電解液適性を備えたパッケージ用接着剤を開発

いま、リチウムイオン電池のパッケージは、従来の金属缶タイプから複層フィルムで包みこむ「ラミネート型パッケージ」へ移行しつつあります。これは急速充電のために大電流を流す必要があり、電気抵抗が低く、放熱性の良い構造が求められるからです。さらにラミネート型なら薄型・軽量化が図れ、成形の自由度も高く、廃棄も容易なことからニーズが高まっています。

2013年、DICは食品包装で培ったテクノロジーを活用し、ラミネート型のパッケージ用接着剤を開発しました。電池用ラミネートフィルムは、樹脂フィルムとアルミ箔を貼り合わせてつくりますが、その間をつなぐ接着剤には強酸性の電解液に浸されても接着強度が低下しない特性が求められます。DICは、独自の樹脂配合技術によってこの課題を克服し、高品質のラミネート接着剤を完成。高いシールド性と生産性を実現しました。

たくさんの電気を持つ電池を作るには…

KEY PERSON of DIC

分散第一技術本部 分散技術2グループ グループマネージャー 穂積 正巳

社内外の専門チームが密接に連携した成果です

今回のプロジェクトでは、接着剤と樹脂の知見を活用し、関連する素材メーカーの協力も得て実用化につなげました。これは組織変更によって広範なコラボレーションが展開しやすくなったおかげです。今後も各領域のチームが有機的に連携し、車載用リチウムイオン電池にも進出したいと考えています。

分散第一技術本部 分散技術2グループ グループマネージャー 穂積 正巳

分散第一技術本部 分散技術2グループ  主任研究員 神山 達哉

高度なラミネート技術こそDICの最大の強みです

ラミネートフィルムは、アルミ箔と樹脂フィルムをただ貼り合わせるだけではありません。異なる特性を持つ基材に新開発した接着剤を介在させることで、耐電解液適性を格段に高めました。これは独自の樹脂配合技術があってこそ得られた機能で、DICが自信を持ってご提案できるソリューションです。

分散第一技術本部 分散技術2グループ  主任研究員 神山 達哉

アドバンストポリマ営業本部 高機能化学品開発営業部 担当部長 今井 勝

各国のリチウムイオン電池生産の主要なパートナーへ

世界ではリチウムイオン電池を自国産業化しようとする動きが活発で、樹脂メーカーやアルミメーカーなどが電池用パッケージ分野への新規参入を図っています。DICは、こうしたお客様への主要な供給元となるべく、ラミネート接着剤をはじめ関連部材の開発販売に力を注いでいます。

アドバンストポリマ営業本部 高機能化学品開発営業部 担当部長 今井 勝

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