6/17 リチウムイオン電池の開発方向性と 寿命・SOH推定の考え方

 (株)KRI  常務執行役員　木下 肇　氏
【ご専門】導電性高分子、電池・キャパシタ　　

【企業HP】https://www.kri-inc.jp/index.html​　

【ご経歴】
　1985年3月 京都大学 工学部 合成化学科 卒業
　1985年から1997年 鐘紡(株)にてポリアセン電池の基礎・応用研究・市場調査/開発に従事
　1993年 ポリアセン電池の研究開発及び工業化に関し高分子学会賞
　1997年～ 株式会社 KRIにて蓄電デバイスに関する研究開発などに従事。
　2006年10月 株式会社KRI エネルギー変換研究部長
　2011年7月 株式会社KRI 理事
　2013年4月 株式会社KRI 執行役員 エネルギー変換研究部長
　2015年4月 株式会社KRI 常務執行役員 エネルギー変換研究部長
　2018年4月 株式会社KRI 取締役 常務執行役員 エネルギー変換研究部長
　2022年4月 株式会社KRI 常務執行役員

これまで約300社以上からの委託を受け、リチウムイオン電池・リチウムイオンキャパシタ関連材料の研究開発、蓄電材料・デバイスの抵抗・寿命評価・解析、コンサルティング等を担当。2024年より電気化学会フェロー。

 　地球環境問題、資源問題がクローズアップされる今、エコカーの普及促進、再生可能エネルギーへの転換などの政策が、今後もリチウムイオン電池市場成長を牽引し、リチウムイオン電池市場は2030年には凡そ40兆円（2018年の10倍）と予測される。この巨大成長市場獲得を目指し多くのメーカー様が参入・開発を進められているが、最近、どこに開発の焦点を当てるのが適策かという質問が多く寄せられます。

　リチウムイオン電池の魅力はそのエネルギー密度にあり、その開発方向性には大きく分けて2つあります。（1）材料起因エネルギー密度向上と関連部材開発（第一軸）、（2）急速充電・寿命、安全性向上による高エネルギー密度化（設計マージン、安全率向上/第二軸）であり、第二軸開発はEV、電力貯蔵システム普及のキーとなります。

　本講座では、今後必要とされる先進、次世代リチウムイオン電池（液系、固体系）につき、2030年に向けたユーザー、社会の要求性能を踏まえながら、材料、電池の開発方向性を考えていきます。また、今後の電池開発において軸足をおくべき観点として、リチウムイオン電池の寿命に関する基本的な考え方、寿命推定・SOH診断、劣化メカニズム推定、経年安全性につき解説し、2030年持続可能な社会実現に向けた蓄電関連技術の新たな開発方向性である電池の超長寿命化開発についてもＫＲＩでの取り組みを紹介します。

 １．リチウムイオン電池と開発で考慮すべき要求性能
　1.1　何故、リチウムイオン電池なのか？
　1.2　リチウムイオン電池の高エネルギー密度競争の弊害（寿命、安全）
　1.3  2030年社会が要求する電池性能とは？
　　1.3.1　エネルギー密度、急速充放電
　　1.3.2　EVを取り巻く環境：CASE、MaaS、電池パスポート
　　1.3.3　2030年社会に向けた新たな開発方向性
　1.4　リチウムイオン電池開発ロードマップ
 
２．先進・次世代リチウムイオン電池を考える
　2.1　1000Wh/lの実現に向けた材料開発（エネルギー密度から）
　　2.1.1　正極材料（ハイニッケル、Li過剰など）の開発指針
　　2.1.2　負極材料（Si系,Li金属など）の開発指針
　　2.1.3　Liプリドープ技術（開発方向性の間口を広める）
　2.2　固体電解質電池（何故、固体電解質なのか？）
　2.3　ナトリウムイオン電池
 
３．リチウムイオン電池の寿命・SOH・制御
　3.1　リチウムイオン電池の劣化について
　3.2　リチウムイオン電池の2つの劣化メカニズム
　3.3　反応偏在の寿命影響、安全性影響
　3.4　リチウムイオン電池の寿命推定・SOH診断
 
４．電池の超長寿命化
　4.1　超寿命電池の開発（5倍の寿命を実現するには）
　4.2　超長寿命電池の運用技術開発（システム制御・運用）
 
□ 質疑応答 □

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