■ポイント■
・BEVの普及により広がる車載用電池や再生可能エネルギーの系統連系用途で拡大する定置型電池など市場が伸長する大型二次電池の技術動向と市場動向をまとめた一冊!
・液系リチウム、全固体、ナトリウムイオンなど車載用途で競争が激化する二次電池の開発動向を詳解!
・フッ化物イオン、カリウムイオンなど更に先の二次電池技術についても解説!
■概要■
脱炭素社会の実現に向けて、電動車(EV)の普及は世界的な潮流となっていますが、価格や充電インフラ、エネルギー供給の課題により、その成長は一部で停滞も見られます。こうした背景のもと、次世代大型二次電池がEVのみならず、再生可能エネルギーの安定供給や系統連携を支える定置型電池として市場を広げています。
本書では、既存のリチウムイオン電池を超える性能や安全性を追求する全固体電池、資源の偏在リスクを回避できるナトリウムイオン電池、高エネルギー密度を誇るリチウム硫黄電池、そして大規模定置用途で脚光を浴びるレドックスフロー電池まで、各技術の原理・材料開発・応用展開を網羅的に解説。あわせて、各国のエネルギー政策や市場動向についても言及します。
研究者・開発者のみならず、戦略立案に携わるビジネスパーソンにとっても、今後の動向を俯瞰できる必携の一冊です。
【技術編】
＜1＞車載用二次電池のグローバル競争と日本の政策
1．はじめに
2．国内外の政策と法案および規制
3．2024年12月に米ラスベガスで開催されたAABC(車載電池の国際会議)トピックス
・自動車業界動向
・電池業界動向
4．車載用リチウムイオン電池の市場シェア
5．電動車の火災事故例と原因分析
6．日本の電池産業政策の現状
・経済産業省「蓄電池産業戦略検討官民協議会」から「蓄電池産業戦略推進会議」へ
・愛知県の取り組み
＜2＞全固体リチウムイオン電池に向けた硫化物系固体電解質の開発
1．はじめに
2．硫化物系固体電解質の特徴
3．70Li2S-30P2S5ガラスセラミクスと熱融着によるイオン伝導度向上
4．アルジロダイト結晶型固体電解質
5．第3成分添加系ガラスセラミクス型固体電解質
6．まとめ
＜3＞金属有機構造体(MOF)を基盤としたナトリウムイオン電池電極材料:構造-性能相関と設計指針
1．ポストリチウムイオン電池
・リチウムイオン電池の課題
・ナトリウムイオン電池
2．有機二次電池
・酸化還元活性な有機電極材料
・金属有機構造体(MOF)
3．TTF-MOFを正極活物質とした二次電池開発の一例
・TTF-MOFを正極活物質としたLIBとSIBの蓄電特性
・TTF-MOFの結晶構造と電池特性の相関
4．今後の展望
＜4＞リチウム-硫黄(Li-S)二次電池の特性と今後の展望
1．緒言
2．硫黄系正極活物質とリチウム-硫黄二次電池
3．硫黄変性ポリアクリロニトリル:Sulfurized Polyacrylonitrile(SPAN)
4．ADEKA社のSPAN(アデカアメランサ(R) SAM シリーズ)
5．液系Li-S電池(硫黄系正極|電解質溶液|Li-metal負極)へのSPAN適用
6．SPANファイバーの開発
7．世界最軽量二次電池セルへの挑戦
8．液系Li-SPANパウチセルの安全性，ならびにポストLIB材料としての期待
9．結言
＜5＞ナトリウム硫黄電池の開発
1．ナトリウム硫黄電池の概要
2．ナトリウム硫黄電池の構造
・セル
・モジュール
3．ナトリウム硫黄電池の開発
・固体電解質ベータアルミナの開発
・セルの要素技術開発
・モジュールの開発
・コンテナタイプユニットの開発
4．最後に
＜6＞レドックスフロー電池の開発動向と導入事例
1．はじめに
2．レドックスフロー電池の原理と構成
・レドックスフロー電池の基本構成と動作原理
・レドックスフロー電池システムの構成例
3．レドックスフロー電池の特長
・長寿命
・安全性
・資源循環性(サーキュラーエコノミー)
・長時間容量でのライフサイクルコスト優位性
4．レドックスフロー電池の導入事例
・大容量系統用蓄電池としての導入例 【北海道電力ネットワーク(株)】
・マルチユース蓄電池としての導入例 【San Diego Gas & Electric】
・工場の再生可能エネルギー率向上例 【(株)日本ピーエス】
・LDES(長時間蓄電)としての導入例【柏崎あい・あーるエナジー(株)】
5．むすび
＜7＞マグネシウム二次電池(酸化物系/硫化物系正極材料)
1．はじめに
2．MnO2多形の相安定性と電気化学特性
3．四面体配位を好むZn によるスピネル型構造の安定化
4．欠陥スピネル型酸化物を用いた単相反応の利用
5．高速充放電を実現する液体硫黄/ 硫化物複合正極
6．おわりに
＜8＞フッ化物イオン電池の開発状況と今後の展望
1．フッ化物イオン電池の基本概念と位置づけ
2．フッ化物イオン電池の構成要素
・正極の開発状況
・負極の開発状況
・固体電解質(フッ化物イオン伝導体)の開発状況
3．今後の展望
＜9＞全固体カリウムイオン電池用無機固体電解質の開発動向
1．はじめに
2．無機系固体電解質
・酸化物系固体電解質
・ポリ(オキシ)アニオン骨格型固体電解質
・カルコゲナイド，ホスフィドおよび窒素含有化合物
・ハロゲン化物系材料
・錯体水素化物系材料
3．固体電解質材料の性能向上に向けた戦略
4．全固体カリウムイオン電池
【市場編】
＜1＞大型二次電池の生産概況
1．概要
・リチウムイオン電池
・鉛蓄電池
・ニッケルカドミウム電池(NiCd電池)
・ニッケル水素電池(NiMH電池)
・ナトリウム硫黄(NAS)電池
・レドックスフロー電池
2．市場動向
3．用途動向
・輸送車両用途
・自動車
・鉄道車両
・船舶
・航空機
・電力系統用途
・その他用途(非常用電源，産業用機器など)
＜2＞大型二次電池に関する主要国の取り組みと規制動向
1．日本
・概要
・日本政府の取り組み
・大型二次電池の規制動向
2．米国
・概要
・政府の取り組み
・大型二次電池をとりまく規制動向
3．欧州
・概要
・EUおよび各国における取り組み
・大型二次電池の規制動向
4．韓国
・概要
・大型二次電池への取り組み
・大型二次電池の規制動向
5．中国
・概要
・大型二次電池への取り組み
・大型二次電池の規制動向
＜3＞各種次世代大型二次電池の主要用途と技術・市場動向
1．概要
2．リチウムイオン電池
・市場/用途動向
・次世代リチウムイオン電池に求められる技術
-次世代リチウムイオン電池の開発技術
-リチウムイオン電池の高密度化を図る技術
-希少資源の使用量を減少させる技術(リサイクル技術)
3．硫化物系全固体電池
・市場/用途動向
・技術動向
4．ナトリウムイオン電池
・市場/用途動向
・技術動向
5．リチウム硫黄電池
・市場/用途動向
・技術動向
6．ナトリウム硫黄電池
・市場/用途動向
・技術動向
7．レドックスフロー電池
・市場/用途動向
・技術動向
＜4＞次世代大型二次電池の主要企業
1．リチウムイオン電池
・パナソニック
・トヨタバッテリー(旧プライムアースEVエナジー)
・村田製作所
・東芝
・AESCグループ(旧エンビジョンAESC)
・GSユアサ
・ビークルエナジージャパン
・エナックス
・マクセル
・エリーパワー
・サムスンSDI
・SKオン
・LGエナジーソリューション
・寧徳時代新能源科技
(Contemporary Amperex Technology Co.， Limited:CATL)
・天津力神電池(Tianjin Lishen Battery)
2．硫化物系全固体電池
・LGエナジーソリューション
・トヨタ自動車
・出光興産
・ゼネラルモーターズ
・カナデビア
・マクセル
3．ナトリウムイオン電池
・日本電気硝子
・戸田工業
・Natron Energy
・Faradion
・Tiamat
・Aquion Energy
・CATL
・中科海●(HiNa Battery)
4．リチウム硫黄電池
・GSユアサ
・ADEKA
・エナックス
・ライテン
・Brighsun New Energy
・ジョンソン・マッセイ
・Li-S Energy
・LGエナジーソリューション
5．ナトリウム硫黄電池
・日本ガイシ
6．レドックスフロー電池
・住友電気工業
・LEシステム
・Invinity Energy Systems
・HydraRedox
・Largo Resources
・ViZn Energy Systems
・StorEn Technologies
・Storion Energy
・国潤儲能(Green Energy)
