車載用リチウムイオン電池の高安全・評価技術 普及版 (TECHNICAL LIBRARY―エレクトロニクスシリーズ) [単行本]

車載用リチウムイオン電池の高安全・評価技術 普及版 (TECHNICAL LIBRARY―エレクトロニクスシリーズ) の 商品概要

• 目次

  【第I編　総論】
  第1章　リチウムイオン電池の安全性に関する一考察
  1　はじめに
  2　車載用リチウムイオン電池の市場動向
  3　安全性に関する技術進歩
  3.1　無機物層表面被覆
  3.2　Thermal Runaway抑制技術の進歩
  3.3　固体電解質電池の登場
  4　安全性向上に関する今後の展開方向
  
  第2章　車載用リチウムイオン電池の安全性概論
  1　自動車業界間に課せられる環境規制と各社のビジネスモデル
  2　欧州勢を中心としたEV動向と各社戦略
  3　群雄割拠となるEVワールド
  4　電池業界の動向と戦略
  4.1　自動車業界と一体化した日本の電池業界
  4.2　日韓電池業界の今後の課題
  5　車載用電池の信頼性・安全性確保に関するビジネスモデル
  5.1　各種電池の事故・リコールの歴史
  5.2　受託試験ビジネスと認証事業による開発効率向上
  6　日本の部材各社のビジネスモデル
  7　次世代革新電池研究から電池事業ビジネスモデルまで
  
  【第Ⅱ編　リチウムイオン電池の高安全化技術】
  第3章　安全性の現状、課題と向上策
  1　はじめに
  2　リチウムイオン電池の市場トラブル例
  2.1　事故原因の解析と対策品の安全性
  2.2　電池の複数社調達(供給)
  2.3　液漏れの課題
  3　リチウムイオン電池の安全性評価の基本的な考え方
  4　リチウムイオン電池の安全性試験
  4.1　重要試験項目
  4.2　内部短絡試験
  5　完全放電状態の電池の熱暴走
  6　まとめと今後の展開
  
  第4章　安全、高出入力、長寿命性能に優れたチタン酸リチウム負極系二次電池
  1　諸言
  2　電池性能と安全性の課題
  3　基本性能と安全性
  3.1　LTO粒子のLi吸蔵・放出反応の速度論
  3.2　LTO負極系二次電池の特長
  3.3　安全技術
  3.4　高出力型LTO/LMO系セル
  3.5　高エネルギー型LTO/NCM系セル
  4　今後の展望
  
  第5章　電池制御システムによる高安全化技術
  1　まえがき
  2　電池制御アーキテクチャ
  2.1　電池制御回路
  2.2　電池制御専用IC
  2.3　均等化回路
  3　電池制御ソフト
  3.1　ソフト構成
  3.2　電池制御パラメータの定義
  3.2.1　SOC
  3.2.2　SOH
  3.2.3　許容電流(電力)
  4　高安全、高信頼システム
  4.1　漏電検出
  4.2　フェールセーフ
  5　むすび
  
  【第Ⅲ編　電池材料から見た安全性への取り組み】
  第6章　電気自動車用リチウムイオン電池
  1　はじめに
  2　車載用LIBのセル設計
  3　車載用LIBの材料構成
  4　高性能化へ向けた材料開発の進展
  5　安全性の視点からの考察
  6　おわりに
  
  第7章　正極活物質用非鉄金属原料確保の必要性
  1　BEV伸長には非鉄金属原料確保が必須
  2　ニッケルは大丈夫か?
  3　BEV向け正極活物質用ニッケルをさらに確保するために
  3.1　ニッケル資源の新規開発
  3.2　電気ニッケルの使用
  3.3　リサイクル推進
  4　コバルトは危機的状態
  5　コバルト対策は?
  5.1　新規ニッケル鉱山開発からのバイプロダクトに期待
  5.2　コバルト使用量の削減
  5.2.1　NCAの優位性
  5.2.2　LFPはコバルトを使用しないという点が魅力
  5.2.3　PHV、HEVとの共存
  6　マンガンは心配いらない
  7　ここ数年間、リチウムは供給タイト
  7.1　Big4の動向
  7.2　新興勢力
  8　おわりに
  
  第8章　負極材料
  1　はじめに:昭和電工の黒鉛系Liイオン二次電池(LIB)関連材料紹介
  2　炭素系LIB負極材料の開発状況
  2.1　LIB負極材料の種類と代表特性
  2.2　LIB要求項目
  2.3　各種炭素系LIB負極材料の特性
  3　人造黒鉛負極材のサイクル寿命、保存特性、入出力特性の改善
  3.1　人造黒鉛SCMG®-ARの特徴
  3.2　人造黒鉛SCMG®(AGr)、表面コート天然黒鉛(NGr)の耐久試験後の解析
  3.3　人造黒鉛SCMG®の急速充放電性(入出力特性)改良
  3.4　人造黒鉛SCMG®のさらなる高容量化:Si黒鉛複合負極材の開発
  4　VGCF®のLIB負極用導電助剤としての状況
  
  第9章　電解質系
  1　はじめに
  2　中国における電気自動車と電解質の市場動向
  3　電解質の種類
  3.1　LiPF6
  3.2　LiBF4
  3.3　LiTFSI
  3.4　LiFSI
  3.5　LiPO2F2
  4　電解質に対する顧客の要求
  5　中国における原材料調達
  6　車載用の電池と電解質
  7　電解質の安全性について
  8　中国における電池及び電解質事業の実態
  9　北米及び欧州における電池及び電池材料
  10　電気自動車市場の真実
  11　まとめ
  
  第10章　セパレータ
  1　はじめに
  2　ポリオレフィン微多孔膜とシャットダウン機能
  3　耐熱加工ポリオレフィン微多孔膜
  4　不織布セパレータ
  5　接着層加工ポリオレフィン微多孔膜
  6　おわりに
  
  第11章　高エネルギー密度・高入出力化に向けたセパレータ材料の安全性への取り組み
  1　リチウムイオン二次電池とその動向
  1.1　リチウムイオン二次電池の登場
  1.2　LIBのセル種とその用途拡大
  1.3　LIBの高エネルギー密度化と高入出力化
  2　LIBセパレータの役割
  2.1　第1の役割「極板間の電子的絶縁性」
  2.2　第2の役割「極板間のイオン伝導性」
  2.3　第3の役割「LIB長期寿命への寄与」
  2.4　第4の役割「高LIB安全化への寄与」
  3　LIBセパレータの製造プロセス
  4　LIBセパレータの製品設計
  4.1　高エネルギー密度化・高入出力密度化に向けた製品設計
  4.2　高安全化に向けた製品設計
  5　LIBセパレータの技術動向
  5.1　高強度化/薄膜化、圧縮性制御(機械的性質関連)
  5.2　シャットダウン(閉孔)の低温化
  5.3　熱破膜(メルトダウン)の高温化
  5.4　高電圧化対応
  5.4.1　セパレータ表面の酸化現象
  5.4.2　セパレータの酸化抑制
  5.5　細孔構造制御
  5.6　その他技術動向
  6　次世代に向けて
  6.1　デンドライト成長検出技術
  6.2　評価技術の高度化
  7　最後に
  
  第12章　機能性バインダー
  1　はじめに
  2　リチウムイオン二次電池用機能性バインダー
  3　負極用バインダー
  3.1　車載用負極バインダーに求められる特性
  3.2　長期繰り返し使用における電極の膨らみへの対応
  3.3　シリコン系活物質への対応
  4　セパレータ関連材料
  4.1　LIB内への耐熱層の導入
  4.2　セパレータの耐熱収縮性向上
  4.3　セラミック層の配置場所による比較
  5　おわりに
  
  第13章　パッケージングの技術と電池の安全性
  1　DNPバッテリーパウチの歴史
  2　バッテリーパウチの安全性
  3　製品へ要求される性能
  3.1　成形性
  3.2　耐電解液性
  3.3　水蒸気バリア性
  3.4　気密性
  3.5　絶縁性
  3.6　耐熱性/耐寒性
  4　ラミネートフィルム生産工程と品質
  5　電池評価技術
  6　バッテリーパウチの課題
  
  【第Ⅳ編　リチウムイオン電池の解析事例】
  第14章　リチウムイオン電池の高温耐久性と安定性
  1　はじめに
  2　電池特性評価
  3　サイクル試験による特性変化および解析
  3.1　サイクル試験による特性変化と電気化学的解析
  3.2　電極評価・解析
  4　Mg置換による(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2)の安定化
  5　まとめ
  
  第15章　リチウムイオン電池の高性能化に向けた分析評価技術
  1　はじめに
  2　電極構造の数値化
  2.1　概要
  2.2　電極内の空隙構造
  2.3　導電助剤分散・導電性ネットワーク
  2.4　バインダの偏在・剥離強度
  3　三次元空隙ネットワーク解析によるリチウムイオン電池電極の評価法
  3.1　概要
  3.2　実験方法
  3.3　結果と考察
  4　充放電中の電極活物質の構造変化を知るためのその場分析
  4.1　概要
  4.2　低温下におけるリチウムイオン電池のin situ分析
  4.2.1　概要
  4.2.2　実験方法
  4.2.3　結果と考察
  4.3　電極断面のRamanイメージング
  4.3.1　概要
  4.3.2　実験方法
  4.3.3　結果と考察
  5　複合的分析手法によるLIB劣化原因の解析
  5.1　概要
  5.2　実験方法
  5.3　結果と考察
  6　まとめ
  
  【第Ⅴ編　安全性評価技術】
  第16章　自動車メーカーから見る安全性評価技術
  1　はじめに
  2　車両に搭載される電池の特徴
  3　車両に搭載される電池の安全性
  4　各国の安全性評価基準
  4.1　SAE J2464
  4.1.1　一般試験指針
  4.1.2　有害物監視
  4.1.3　機械的試験
  4.1.4　熱的非定常試験
  4.1.5　電気的非定常試験
  4.2 　GB/T 31485-2015
  4.2.1　GB/T 31485-2015セル安全試験
  4.2.2　GB/T 31485-2015電池モジュール安全試験
  4.2.3　UN R100 Part2
  4.3　UN38.3
  5　車両搭載電池の安全性における今後の展望
  
  第17章　次世代自動車におけるリチウムイオン二次電池の使い方と評価
  1　はじめに
  2　電動車両と蓄電デバイス
  3　電動車両向け蓄電システムの出力/容量比
  4　車種ごとに異なる使い方とマネージメント
  4.1　BEV(電気自動車)
  4.1.1　充放電パターン
  4.1.2　REESSのエネルギマネージメント(BEV)
  4.2　HEV(ハイブリッド自動車)
  4.2.1　充放電パターン
  4.2.2　REESSのエネルギマネージメント(HEV)
  4.3　PHEV(プラグインハイブリッド自動車)
  4.3.1　充放電パターン
  4.3.2　REESSのエネルギマネージメント(PHEV)
  5　電池劣化の車両への影響
  6　自動車用蓄電デバイスの評価
  6.1　REESSの試験標準
  6.1.1　ISO12405-1
  6.1.2　ISO12405-2
  6.1.3　ISO12405-3
  6.2　REESSの安全性基準
  6.3　その他の評価試験
  7　終わりに
  
  第18章　安全性評価の認証
  1　はじめに
  2　安全性評価の重要性
  3　国連協定規則
  4　UN ECE R100.02 PartⅡについて
  5　UN ECE R100.02 PartⅡの安全性試験
  5.1　Vibration(振動)[附則8A]
  5.2　Thermal shock and cycling(熱衝撃およびサイクル試験)[附則8B]
  5.3　Mechanical shock(メカニカルショック)[附則8C]
  5.4　Mechanical integrity(メカニカルインテグリティー)[附則8D]
  5.5　Fire resistance(耐火性)[附則8E]
  5.6　External short circuit protection(外部短絡保護)[附則8F]
  5.7　Overcharge protection(過充電保護)[附則8G]
  5.8　Over-discharge protection(過放電保護)[附則8H]
  5.9　Over-temperature protection(過昇温保護)[附則8I]
  6　認可取得までのプロセス
  7　おわりに
  
  第19章　安全性評価の受託
  1　はじめに
  2　外部短絡試験における温度依存性の検証
  2.1　自動車用二次電池の安全性試験における新たな技術課題
  2.2　環境温度を考慮した安全性試験の現状
  2.3　環境温度を制御した外部短絡試験の事例
  2.4　試験結果と考察
  2.5　その他
  3　圧壊試験における圧壊方法の検証
  3.1　試験条件・治具の違いの検証事例
  3.2　試験結果と考察
  4　失活処理のノウハウ
  4.1　試験後の失活処理が必要なケース
  4.2　失活方法事例
  4.2.1　エネルギー放出系
  4.2.2　破壊系
  4.3　失活方法の選択例
  5　おわりに
  
  第20章　安全性評価の受託試験機能
  1　はじめに
  2　受託試験機関の目的、必要性
  3　受託試験機関の状況
  4　受託試験の概要
  5　安全性評価試験の実施例
  5.1　安全性評価試験設備
  5.2　安全性試験時の発生ガス分析
  5.2.1　発生ガスの回収および分析手法
  5.2.2　過充電試験時のリアルタイム発生ガス分析
  5.3　リチウムイオン電池の安全性試験シミュレーション
  6　おわりに
  
  【第Ⅵ編　次世代電池技術】
  第21章　全固体電池
  1　はじめに
  2　無機固体電解質の特性
  3　全固体電池の作動特性
  4　おわりに
  
  第22章　車載用次世代電池としての全固体電池の展望
  1　はじめに
  2　ポストリチウムイオン電池
  3　全固体電池
  4　三井金属における硫化物系全固体電池材料の開発
  5　硫化物系固体電解質
  6　硫化物系全固体電池の電池特性
  7　硫化物系全固体電池の展望
  8　層状正極を用いた全固体電池の高充電圧電池特性
  9　高電位正極LNMOを用いた全固体電池の高充電圧電池特性
  10　全固体電池の特長を活かしたシリコン負極の電池特性
  11　おわりに
  
  【第Ⅶ編　リサイクル】
  第23章　リチウムイオン電池のリサイクル技術
  1　はじめに
  2　加熱プロセスにおけるCo等の形態変化
  3　物理選別によるCo成分の濃縮
  4　おわりに
  
  【第Ⅷ編　市場展望】
  第24章　リチウムイオン電池及び部材市場の現状と将来展望
  1　概要
  2　車載用LiB市場動向
  3　主要四部材動向
  4　正極材動向
  5　負極材
  6　電解液
  7　セパレーター
  8　LiB用主要四部材国別動向
  9　今後の展望

• 内容紹介

  車載用リチウムイオン電池の安全性に関する概論から、電池開発、各種材料、パッケージ技術、劣化評価解析、市場分析についても解説した1冊。

車載用リチウムイオン電池の高安全・評価技術 普及版 (TECHNICAL LIBRARY―エレクトロニクスシリーズ) の商品スペック