§1.LiB電極作製におけるウェット塗工・ドライ方式プロセスレビュー
§2.材料から見たLiB電極作製におけるドライ・ウエットプロセスの考察と最新動向
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第1部 材料から見たLiB電極作製におけるドライ・ウエットプロセスの考察と最新動向
<鈴木氏>
1.リチウムイオン電池の電極
1-1.LiBは何で出来ているか?
1-2.現行LiBのセル製造プロセス
2.ウエットプロセス
2-1.ウエットプロセスの概要
2-2.ウエットプロセスの長所・短所
2-3.水系正極塗工について
3.ドライプロセス
3-1.ドライプロセスの種類
3-2.Polymer fibrillation
3-3.Dry spraying deposition
3-4.パナソニック4680電池の負極
3-5.クレイ電池
3-6.その他のドライプロセス
4.ドライプロセスのメリット・デメリット
4-1.ドライプロセスのメリット
4-2.ドライプロセスの問題点・課題
4-3.バインダーからのアプローチ
5.全固体電池とドライプロセス
6.その他ドライプロセス関連の記事より
第2部 LiB電極作製におけるウェット塗工・ドライ方式プロセスレビュー
<浜本氏>
1.リチウムイオン電池塗工の概要
1-1.フィルムが利用されている製品とフィルム部材の役割り
1-2.性能の変遷(半導体とリチウムイオン二次電池の比較)
1-3.リチウムイオン二次電池の構成と間欠塗工方式
1-4.リチウムイオン電極の塗工ライン
2.特許に学ぶ間欠塗工の変遷
2-1.初期の電極製造(直交貼り合わせ・マスキング・開閉ブレード)
2-2.コンマロールの着脱と断続回転
2-3.スロット間欠方式(流量・ギャップ可変)
2-4.塗り切り厚み調整(ギャップ法)
2-5.バルブ制御と操作因子
3.スロット塗工
3-1.塗工方式に分類(ダイ方式は3種類のみ)
3-2.塗工液濃度の決め方と適した塗布方法
3-3.薄く塗る時、厚く塗る時
3-4.流れイメージに役立つCouette-Poiseuille流
3-5.ビード内の剪断速度
3-6.背面減圧しない操作方法
3-7.ダイ内の流れとマニホールド構造
3-8.塗工量の幅分布を均一化するために
3-9.シムとエッジの厚塗り
3-10.テンションド・ウェブ方式のリップ形状と塗布性
4.コンマ塗工方式の概説
4-1.ブレード塗工
4-2.コンマロールたわみ
4-3.液ダム内の流動とL字バックプレート
4-4.塗工厚みの支配因子と概算方法
5.Roll-To-Roll乾燥
5-1.乾燥現象の支配因子
5-2.多孔板と二次元ノズル(軸対象とスリット)
5-3.溶媒の寄与(水と他の溶媒の比較)
5-4.塗膜の表面温度は湿球温度(空気線図)
5-5.他の溶媒との違い~飽和蒸気圧と温度
5-6.定率期間・減率期間と減率乾燥速度
5-7.減率乾燥の簡易計算
5-8.赤外線乾燥と熱風乾燥の比較
5-9.近赤外線波長制御ヒータ(NIR型)
5-10.赤外線乾燥炉の特許事例
6.スラリーの分散・混錬・調送液
6-1.分散度とレオロジー(静電反発・バインダーによる分散)
6-2.混合・分散設備
6-3.攪拌方式と混合度
6-4.タンク形状・サイズと混合度
6-5.混錬方法(ニーダーとプラネタリーミキサー)
6-6.混錬(バッチ/連続)とパドル形状、WD形状
6-7.二軸連続式混錬
6-8.希釈法から予備混合&高剪断分散へ
6-9.ビーズミル(マイルド分散とビーズのサイズ選定)
6-10.ポンプ負荷は主にスロット
6-11.脱泡(壁面添加・真空度・遠心&減圧)
7.ドライ方式
7-1.“TeslaBatteryDayLivestream(2020)
7-2.日本企業の動向(日本ゼオン、パナソニックエナジー、芝浦機械、三菱鉛筆)
7-3.欧米企業の動向(テスラ、VW、ケーニヒ&バウアー、AMバッテリーズ、FraunhoferIWS、LiCAP)
7-4.韓国・中国企業の動向(LGE、サムスンSDI、SKエナジー、CATL)
7-5.テスラ電池用ドライ電極(DBE)によるリチウムイオン電池「4680」開発・製造動向
7-6.MaxwellTechnologies特許「ドライ電極の製造システム及び製造方法」H.Duongら(2019)
7-7.バインダー(フィブリル化できるPTFEと海苔状のPVDF)
7-8.ドライ電極の機械強度・空隙と厚み分布
7-9.粉体混合と電池性能
7-10.集電体上のプライマー導電層
7-11.実際のドライ工程
7-12.ロール間の粉体圧延(スリップ域とニップ域)、単膜・複合膜の延伸(中立点とスリップ)
7-13.圧延ロールのメッキ剥がれ
7-14.粉体混合(ジェットミル、ロールミル、ビーズミル)
7-15.粉体混合の支配因子(粒子濃度、気流速度、湿度)
7-16.静電方式(圧延の前工程)
7-17.スプレー方式;”CanDryBatteryElectrodesReallyWork?”(2020/12/08)
7-18.PTFE樹脂配合の取り組み
7-19.テスラはGen1、Gen2から将来のGen6へ