2019年版 次世代電池市場の現状と将来展望

普及が進むLIB(リチウムイオン電池)に対する各種特性を補うことができるとして気体を集めている次世代電池(含む主要部材)について、事業化に向けた取り組みを進めている企業や研究機関の現在動向と今後の事業施策を調査することで、次世代電池市場の現状と今後の動向を把握することを目的とした。

発刊日
2019/10/30
体裁
A4 / 303頁
資料コード
C61116500
PDFサイズ
8.0MB
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調査資料詳細データ

調査概要
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調査対象品目:本レポートでは下記種類の電池を“次世代電池”とした。その種類呼称は各プレーヤーが使う名称を尊重しつつ、最終的には弊社判断で設定した。
(小型全固体LIB・薄形電池、高容量全固体LIB、ナトリウム二次電池、レドックスフロー電池、金属空気電池、有機二次電池、多価イオン電池、Li-S電池、新原理・新型電池)
調査方法:直接面談取材による。
※弊社月刊誌『Yano E plus』から抜粋し編集(2018年11月号~2019年9月号)
調査期間:2018年10月~2019年9月

資料ポイント
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2015年発刊資料の更新版として、前回版で取り上げた電池種は全てカバーしつつ、近年ニューカマーの参入などで注目度が上がっている全固体電池については「小型タイプ」と「高容量タイプ」の2種に切り分け、新たな種類として取り上げる「新原理/新型電池」を加え内容を充実させている。

資料概要
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第1章 小型全固体LIB・薄形電池
第2章 高容量全固体LIB
第3章 ナトリウム二次電池
第4章 レドックスフロー電池
第5章 金属空気電池
第6章 有機二次電池
第7章 多価イオン電池
第8章 Li-S電池
第9章 新原理/新型電池

リサーチ内容

調査結果のポイント

1.市場動向
2.次世代電池プレーヤーの取り組み
3.展望と課題

第1章 小型全固体LIB・薄形電池

従来に代わり新タイプの小型電池が続々と登場
カードやIoT機器、BLEビーコンなどへの搭載が進む見通し

1.はじめに
 1-1.小型全固体LIBの実用化動向
  (1)液系LIBと全固体LIB
  表.既存の液系LIBの問題点と全固体LIBによる対策
  (2)薄膜型と積層型とバルク型
  図.バルク型全固体LIBの量産品(PLG社の製品事例)
  ①薄膜型全固体LIB
  ②積層型全固体LIB
  ③バルク型全固体LIB
  表.全固体LIBのタイプ分類(製法別)と関連企業
 1-2.小型全固体LIB・薄形電池市場の現状と見通し
  (1)2020年頃から市場規模が急拡大する
  図・表.小型全固体LIB・薄形1次電池のWW市場規模予測(金額:2017-2022年予測)
  図・表.小型全固体LIB・薄形1次電池のWW市場規模予測(数量:2017-2022年予測)
  図・表.小型全固体LIB・薄形1次電池のWW市場売上比(金額:2018年)
  図・表.小型全固体LIB・薄形1次電池のWW市場売上比(数量:2018年)
  (2)今後は小型用でも「バルク型」が最も伸長
  図・表.小型全固体LIB・薄形1次電池のWW市場種類構成(金額:2022年予測)
  図・表.小型全固体LIB・薄形1次電池のWW市場利用分野(金額:2022年予測)

2.注目企業・機関の取り組みについて

FDK株式会社
需要拡大が続く超薄形1次電池に続き、同2次電池や積層型全固体電池も
図.薄形リチウム1次電池(左)とその適用例(OTP表示カード)

TDK株式会社
2018年上期より「CeraChargeTM」の量産を開始
既採用用途を中心に需要開拓を進める
図.TDKの「CeraChargeTM」の外装と断面図

株式会社スター・エレクトロニクス(ProLogium Technology)
世界初のフレキシブル固体電池は国内でも需要が本格化する可能性大
図.PLG製LCBの基本構造(左)と「FLCB」の柔軟性(右)

株式会社協同インターナショナル
スパッタリングによる酸化物系固体電解質LiPONの薄膜形成をベースに
正極・負極の成膜やリチウム蒸着装置の販売も
表.協同インターナショナルのLIB用成膜サービスに対応する膜種

国立研究開発法人 産業技術総合研究所
単結晶固体電解質の新小型全固体LIBの早期実用化へ道を拓く

国立学校法人 東京工業大学物質理工学院
5V級全固体電池の開発に向け大きな成果を得る
2019年度からはAIとロボットを使う新物質合成実験装置が本格稼動

第2章 高容量全固体LIB

硫化物系を中心に研究開発が大きく進展
実用化製品のプロトタイプも登場し、車載用の実用化も早まる見通し

1.はじめに
 1-1.全固体電池の本当の利点が判明
  表.車載用(駆動用)全固体電池の利点
 1-2.全固体LIB用固体電解質の動向
  図.リチウムイオン電池の全固体化(概念図)
  (1)硫化物固体電解質の動向
  図.バルク型全固体LIBの内部構造(イメージ図)
  (2)酸化物固体電解質の概況
  図.オハラの酸化物固体電解質(LICGCTM)
  (3)高分子系固体電解質の概況
  ①SPE(固体ポリマー電解質)の最新動向
  表.各種の固体電解質の利点と課題
  ②GPE(ゲルポリマー電解質)の新展開
  図.積水化学工業のフィルム型LIBの単セル
2.高容量全固体LIBの市場見通し
 2-1.オールジャパン第二期開発が始動
  表.NEDOの全固体LIB開発プロジェクト第2期:参画企業
 2-2.高容量全固体LIBの初期市場
  図・表.高容量全固体LIBの市場規模推移・予測(金額:2017-2030年予測)
  図・表.2030年高容量全固体LIB市場規模予測における用途分類大別
  図・表.EV/PHV駆動用LIBの市場規模推移・予測(金額:2017-2030年予測)
  図・表.車載用LIB市場予測に占める全固体LIBの比率(金額:2020、2030年予測)
  図・表.高容量全固体LIB市場規予測-の材料分類(金額:2020、2030年予測)

3.注目企業・研究機関の取り組みについて

株式会社オハラ
液系LIBから全固体LIB、金属リチウム電池に各種LICGCTM製品の提供
を計画、先ずは粉末材で小型LIBへの採用が始まる見通し
表.オハラの「LICGCTM」(酸化物系LIB用部材)事業の展開

出光興産株式会社
LPS系材料のイオン伝導率ではラボワークだけでも「10-2S/cmレベル」
その需要量は増大しつつあり「パイロットスケール」への移行が視野に
図.出光興産のLPS系材料のサンプルと全固体LIBの試作例

株式会社大阪ソーダ
PEO系高分子固体電解質は粒状やシート状、さらにフィルムを販売
ペースト状のポリマー溶液の提供も
図.大阪ソーダの全固体ポリマー電解質(左)とポリマーゲル電解質(右)
図.大阪ソーダの蓄電デバイス用水系バインダとその効果(性能比較)

日立造船株式会社
硫化物系全固体LIBとして世界初の実用段階プロトタイプの作製に成功
「AS-LiB®」の名称で各種評価を進めつつ、実用化への共同開発も
図.日立造船の硫化物系全固体LIB(単セルプロトタイプ)
表.日立造船の全固体LIB(プロトタイプ)の基本仕様

国立大学法人 東京工業大学 科学技術創成研究院
内外に大きな影響を与えた多くの研究成果を有するも
引き続き高性能硫化物固体電解質を見出し、材料メニューの拡充を目指す
図.LiSiPSClの三次元骨格構造
図.各種蓄電デバイスのエネルギーと出力の関係(ラゴンプロット)

第3章 ナトリウム二次電池

レアメタルフリー二次電池として国内だけでなく世界的に注目度アップ

1.はじめに
 1-1.ナトリウムの資源量はリチウムの1,000倍以上
  表.二次電池用材料としてのリチウムとナトリウムの比較
 1-2.ナトリウム二次電池の種類と注目動向
  (1)NAS電池(ナトリウム・硫黄電池)
  図.NAS電池の動作原理
  図.NAS電池の構造(左:単電池/中:システム/右:モジュール)
  (2)ナトリウム・塩化ニッケル電池
  表.定置型LIBとナトリウム二次電池の特性比較
  (3)ナトリウムイオン電池
  ①NIB用電極材と電解質の動向
  図.ナトリウムイオン電池の電極材と動作原理
  表.ナトリウムイオン電池の主要電極材と電解質
  ②NIBの実用化とLIBの資源問題
  表.リチウムの生産とHEV/EV用LIBに使うリチウムの必要量
2.ナトリウム二次電池の市場見通し
 2-1.定置型蓄電池の現状と見通し
  図・表.定置型蓄電池のWW市場規模推移・予測(金額:2017-2030年予測)
  図・表.定置型蓄電池の用途別WW市場内訳(金額:2018年)
 2-2.ナトリウム二次電池のシェア
  図・表.定置型蓄電池WW市場のナトリウム二次電池のシェア(金額:2018年)
  図・表.定置型蓄電池の累積設置容量とナトリウム二次電池のWW市場シェア(容量:2017年末現在)
 2-3.ナトリウム二次電池の市場規模予測
  図・表.ナトリウム二次電池のWW市場規模推移・予測(金額:2018-2030年予測)
  図・表.ナトリウム二次電池WW市場の内訳予測(金額:2030年)

株式会社セイシング/FZSoNick SA
ナトリウム・塩化ニッケル電池の直取引を開始
輸送用機器関連から大型ESSを含む新分野への展開も
図.FZSoNick社のナトリウム・塩化ニッケル電池(単セルと製品例)

日本ガイシ株式会社
長時間用蓄電池需要の世界的な本格化を見据えつつ
新型二次電池の量産も開始
図.日本ガイシの新型電池(左:コンテナ型NAS電池/右:EnerCera)

国立大学法人京都大学 エネルギー科学研究科(萩原研究室)
次世代の中温作動型NIBの開発プロジェクトに着手
溶融塩電解質に新たな電極活物質を使い高コストパフォーマンスに
図.イオン液体を使う中温作動型NIBの充放電曲線と試作電池

国立大学法人 東京大学 工学系研究科(山田・大久保究室)
高性能化の制限が大きいナトリウムを使いながらLIBを超える電池の
構築を目指し、画期的な成果を得る
表.LIB用濃厚電解液の主な特長
図.LIB用濃厚電解液の主な特長

学校法人 東京理科大学 理学部応用化学科(駒場研究室)
注目高いNIB関連に加え、近年はカリウムイオン電池にも注力
図.ハードカーボン負極のNaイオン吸蔵機構モデル

国立大学法人 長岡技術科学大学大学院(機能ガラス工学研究室)
全固体NIBの室温駆動に世界初成功、「究極の全固体電池」の実用化へ
図.独自の正極活物質/固体電解質/炭素複合材合成法の利点
図.全固体Naイオン二次電池の構造模式図と試作電池の点灯テスト

第4章 レドックスフロー電池

世界的な再エネ発電の急増が大きな追い風となり、潜在需要が拡大
優れた開発成果が増えて事業化が始まり、新たなステージへ突入

1.はじめに
 1-1.RF電池の現状と新たな成果
  表.二次電池の電極反応の違いとRF電池
  (1)電極の表面に電解液を流す
  図.レドックスフロー電池の構成と反応(充電時)
  図.VRF電池の充放電原理(バナジウム電解液の価数の変化)
  (2)RF電池のセルスタックが進化
  表.RF電池のセルスタックの構成部材とその素材
  (3)電解液の開発も大きく進展
  図・表.RF電池の製造コスト構造(コスト評価用RF電池による試算/2017年3月)
  図.LEシステムのバナジウム回収/電解液製造プロジェクト
 1-2.RF電池と再エネ発電の連動
  (1)RF電池特有の機能が多い
  表.RF電池の主な特長(導入メリット)
  図.RF電池の設計の自由度(高出力型~大容量型)
  表.主な定置型二次電池の特長比較
  (2)再エネ発電の増加で需要が拡大
  表.世界の総発電量に占める再エネ発電の比率(数量:2018-2050年予測)
  (3)長時間型蓄電池の必要性が高まる
  表.再エネの変動電源導入に伴うRF電池の主要用途の変化)
 1-3.レドックスフロー電池の市場見通し
  図・表.RF電池のWW市場規模推移・予測(金額:2018-2030年予測)
  図・表.定置型蓄電池市場に占めるRF電池のWW市場シェア(金額:2018年)
  図・表.定置型蓄電池市場に占めるRF電池のWW市場シェア(金額:2030年予測)
  図・表.RF電池の利用分野別WW市場内訳(金額:2030年予測)

LEシステム株式会社
「EP煤」を利用した独自の電解液リサイクルシステムを確立
自社VRF電池用だけでなく、外販計画も進める
図.LEシステムの実証用RF電池の事例

株式会社ギャラキシー
改良続くフロー型は2020年前半に量産型プロトタイプ
さらに2~3年内に静止型の実用化も
表.ギャラキシーの高濃度電解液型VRF電池(実証機)の稼働実績
図.ギャラキシーの可搬型非常用RF電池

住友電気工業株式会社
新世代型バナジウム系にチタン・マンガン系を加えた2本立ての展開へ
図.住友電気工業のRF電池

国立研究開発法人 科学技術振興機構 低炭素社会戦略センター
RF電池特有の利点に着目し、新たなコスト評価法の検討も行う予定
表.試算用RF電池システム(定格出力1MW/定格容量5MWh)の構成機器
図.コスト試算用RF電池のサブセルスタックの構造
表.定格出力1MW、定格容量5MWhのRF電池システムの製造コスト内訳

国立大学法人 大阪大学大学院工学機械科(津島研究室)
燃料電池技術をフロー電池へ応用
電極相界面の極限的な利用を進めてさらなる高性能化へ
表.RF電池の技術課題と課題改善による効果
図.RF電池の流路構造と電解液流動

第5章 金属空気電池

LiやAl、Mgを中心に新たな展開が始まり、二次電池実用化時期も早まる

1.はじめに
 1-1.金属空気電池は燃料電池の一種
 1-2.エネルギー密度が1桁以上高い
  表.金属空気電池の主な負極金属とその特性(-air)
  図.各種デバイスのエネルギー密度と出力密度
 1-3.金属空気電池のタイプ別の概況
  図.一般の電池(左)と金属空気電池(右)の負極活物質の収蔵量
  (1)亜鉛空気電池の動向
  ①ボタン型でも容量が大きい
  図.ボタン型亜鉛空気一次電池の基本構造
  ②亜鉛空気二次電池も製品化
  図.亜鉛空気二次電池の製品事例(左・中)と次世代型試作セル(右)
  (2)マグネシウム空気電池の動向
  ①非常用電池として商用化
  図.マグネシウム空気一次電池の発電メカニズム
  ②Mg燃料電池発電と「Mg循環」
  表.代表的なエネルギーキャリアの利点と課題
  図.マグネシウムの循環図
  (3)リチウム空気電池の動向
  ①大容量でも大幅に軽量化
  図.同容量のLIBとLAB(左:概念図)とLABのエネルギー密度(右)
  ②ソフトバンクがLABの開発に参入
  図.リチウム空気二次電池の概念図
  (4)その他の金属空気電池の動向
  ①アルミ空気電池の注目技術
  図.EV用メカニカルチャージ方式のAl空気電池(試作例)
  ②水素/空気二次電池の実用化
  図.水素/空気二次電池の電池反応
 1-4.金属空気電池の市場見通し
  図・表.金属空気電池のWW市場規模推移・予測(金額:2018-2030年予測)
  図・表.金属空気電池WW市場の二次電池の割合(金額:2018年)
  図・表.金属空気電池WW市場の二次電池の割合(金額:2030年予測)
  図・表.金属空気二次電池WW市場の2030年の内訳(金額:2030年予測)

ファルタ・マイクロバッテリー・ジャパン株式会社/VARTA AG
マイクロバッテリー事業が大きく伸長し、業績拡大の牽引役に
図.VARTA製空気亜鉛電池「パワーワン」シリーズ

冨士色素株式会社/GSアライアンス株式会社
イオン液体電解液によるアルミニウム空気電池だけでなく、
全固体型についても実用化を目指す
図.2013年のアルミニウム空気電池試作品と充放電カーブ
図.2017年のアルミニウム空気電池試作品と充放電カーブ

古河電池株式会社
本格的なMg空気電池発電システムの製品化による市場開拓を計画
図.マグネシウム空気電池「MgBOX」(左)と「MgBOX slim(右)
表.Mg空気電池とMg燃料電池発電システムの事業化構想

国立研究開発法人 物質・材料研究機構(NIMS)
LABの研究開発で世界最先端を独走
道筋も明確化され新たなステージに入るなど2025年頃の実用化を目指す
図.CNTシート正極のコイン型LAB(左)と放電析出物(Li2O2)の消失(右)
図.20回サイクル後のデンドライト発生の違い(右:新電解液)
図.パッシブ型並列スタックの概念図と試作品(右)

第6章 有機二次電池

新型導電性高分子電池の製品化近づき、二次電池市場への影響必至

1.はじめに
 1-1.有機活物質は非常に種類が多い
  (1)有機活物質の充放電メカニズム
  図.ラジカルポリマー(TEMPO置換)正極のロッキングチェア型電池
  図.イーメックスの導電性高分子電池の充放電メカニズム
  (2)有機活物質の注目材料
  表.有機二次電池の正極用活物質(検討例)の種類
  ①導電性高分子(共役系)
  図.導電性高分子電池(イーメックス)の放電容量-電流(Cレート)特性
  ②ラジカル化合物(非共役系)
  図.有機ラジカル電池(ラジカルポリマー電池)と出力密度特性
  ③有機ジスルフィド化合物
  ④ドナー性化合物
  ⑤アクセプター性化合物
  図.キノン類その他のアクセプター化合物正極の放電曲線
  ⑥その他の化合物
  (3)高分子系と低分子系
  表.高分子系と低分子系の主な有機活物質
 1-2.有機活物質は潜在的なポテンシャルが高い
  表.有機活物質の優位性と利点
 1-3.有機二次電池の市場見通し
  表.「パワー電池」(PWB)とLIBのエネルギー密度の比較:単セル/組電池/実使用
  表.「パワー電池」(PWB)とLIBの性能の比較
  図・表.有機二次電池のWW市場規模推移・予測(金額:2018-2030年予測)
  図・表.有機二次電池のタイプ別内訳・WW市場(金額:2030年)

イーメックス株式会社
EV駆動用に高特性(フル充電5分、1チャージ300km走行)実現を確認
先ずは単電池用アプリや産業系アプリでの実績を積む
表.「パワー電池」の主な性能と利点
表.LIBと「パワー電池」(PWB)の材料コスト比較
表.「パワー電池」の主な利用分野と優位性

国立研究開発法人 産業技術総合研究所 関西センター
ナフタザリンLi塩の改良とオリゴマー化を進め
現行比約3倍の大容量レアメタルフリー低コスト有機正極材の実現へ
図.ナフタザリンLi塩二量体正極材の耐久性と電圧特性(青色LED発光)
図.アントラキノンのオリゴマー化と耐久性の向上

学校法人 関西学院 関西学院大学・理工学部
先進エネルギーナノ工学科
有機と無機の両方の性質を持つ分子クラスターを二次電池正極活物質へ
大容量と高速反応の両立を目指す
図.代表的な分子クラスターと分子クラスター電池
図.Cu-MOF電池の充放電曲線(a)とサイクル特性(b)

学校法人 早稲田大学・理工学術院先進理工学研究科
二次電池の概念を大きく変える利用形態の飛躍的多様化に向け
様々な新型有機二次電池の取り組みが進行中
表.二次電池電極用レドックスポリマーの利点
図.レドックスポリマーによる有機空気二次電池の動作原理

第7章 多価イオン電池

ラミネート型Mg電池が登場し高容量品も2023年頃に実現へ
他の多価イオン電池の実用化も早まる見通し

1.はじめに
 1-1.多価金属は容量密度が非常に大きい
  表.主な金属元素のイオンの価数
  表.各種の金属の蓄電池負極としての特性
 1-2.挿入・離脱反応と溶解析出反応
  図.インターカレーション反応のイメージ図
 1-3.高性能電解液で負極反応が大幅に改善
  図.Mg金属系負極の溶解析出反応を示すグラフと析出したMgの電顕像
  表.多価イオン電池の利点と改善課題
2.主要電池の開発動向と市場化見通し
 2-1.マグネシウム二次電池の現状
  (1)電解液の開発動向
  (2)正極材の開発動向
  表.ALCA-SPRINGのMg二次電池プロジェクトによる新開発正極材の概要
 2-2.その他の多価イオン電池の開発動向
  (1)カルシウム二次電池
  図.Ca二次電池の挿入離脱反応型正極材に適した結晶構造
  (2)アルミニウム二次電池
  図.新しいAl二次電池用有機電解液による電極反応と析出したAlの電顕像
 2-3.多価イオン電池の市場化見通し
  図.SAITECのMg蓄電池プロトタイプ(ラミネート形とコイン形)
  図・表.多価イオン電池の初期市場の見通し(金額:2018-2030年予測)

3.注目企業・研究機関の取り組み

富士フイルム和光純薬株式会社
ハロゲンを含む電解液でMg二次電池正極開発の進展に寄与
今後は電池パック開発にも積極的に関与
図.「Maglution®」によるMg二次電池の研究領域の拡がり(右図)
図.「Maglution® B02」による溶解・析出(左)と試作電池(Mo6S8正極)の充放電曲線(右)

埼玉県立産業技術総合センター(SAITEC)
Mg銅合金の開発を進めることで大幅な出力向上を狙う
小型アプリからの商用化を目指し、車載用への展開も視野に
図.SA被膜と充放電電位(左:SA被膜未形成、右:SA被膜形成)
表.SAITECのMgB開発体制と商用化のロードマップ

学校法人 東京理科大学理工学部先端化学科(井手本研究室)
岩塩型やスピネル型、層状岩塩型のMRB用正極材開発に成功
室温動作に向けた最適化を進め大容量MRBのプロトタイプ作製へ
図.MRB用新開発スピネル型正極材(MgCo1.5-1.6Mn0.4-0.5O4)の特性
図.MRB用新開発層状岩塩型正極材(Li.1-X(Mn,Ni,Co)O2)の特性

公立大学法人 大阪府立大学大学院工学研究科(電気化学グループ)
アルミニウム二次電池の大幅な高性能化の実現へ
新規電解液のメカニズム解明と新たな電極反応による正極開発を進める
図.新開発電解液の析出溶解反応(CV図)と析出Alの周りの被膜)

国立大学法人 豊橋技術科学大学電気・電子情報工学系(櫻井・稲田研究室)
高性能なCIB用電解液開発への重要な指標を示し、開発加速へ向け注力
図.電解液への水添加によるCIB正極の充放電特性の変化(過電圧の減少)
図.水の添加によるCIB電解液の構造の変化

第8章 Li-S電池

LIBにも使える高容量硫黄系電極材や電解質で大きな成果、小型高性能品の早期実用化も

1.はじめに
 1-1.容量密度は革新型電池でトップクラス
  (1)硫黄系電池はNa-S電池が先行
  図.工業用硫黄製品(左:塊状硫黄、中:小塊硫黄、右:硫黄末)
  (2)硫黄系正極材の容量はLIBの約10倍
  図.リチウム硫黄電池のエネルギー密度(重量容量密度)
 1-2.Li-S電池の電極反応と改良課題
  (1)特有の電極反応で容量が拡大
  表.リチウムイオン電池とLi-S電池の電極反応
  (2)レドックスシャトルが大問題
  図.Li-Sの原理図(左)と有機電解液中の正極S8硫黄の反応(右)
  表.Li-S電池の利点と改良課題
 1-3.主要部材の開発動向
  (1)有機硫黄系正極の開発成果
  ①硫黄・炭素(S-C)複合体正極材
  ②ポリ硫化炭素正極材
  表.ポリ硫化炭素正極((CS)n)と他の正極材の特性比較(試作LIB)
  ③硫黄変性ポリアクリロルニトリル正極材
  図.「SPAN」(エスパン)の外観・電顕像(左)と主な特長
  ④タイヤ成分由来有機硫黄系正極材
  図.廃タイヤ(硫黄含有ゴム)から電極材に至る流れ
  (2)無機硫黄系正極の開発成果
  ①金属多硫化物正極材
  図.VS4(金属多硫化物)正極の8Ah級セル(左)とその充放電曲線
  ②硫化リチウム系固溶体正極材
  図.Li2S ベース固溶体と全固体化による溶出防止
  図.Li2Sベース固溶体正極の全固体電池と液系Li-S電池のサイクル特性
  (3)電解質の開発成果
  ①有機電解液と固体電解質
  ②溶媒和イオン液体電解液
  図.溶媒和イオン液体の構造と燃焼試験、多硫化リチウムの溶解度(右)
  (4)セパレータの開発成果
  図.MOF(金属有機構造体)によるLi-S電池用セパレータ
 1-4.高エネルギー密度化と低コスト化
  図・表.Li-S電池の電極容量の現状と見通し(JST-LCSの評価シナリオ)(数量:現状-2030年予測)
  図・表.Li-S電池とLIBのエネルギー密度の比較(数量:現状、2030年予測)
  図・表.Li-S電池とLIBの製造コストの比較(金額:現状、2030年予測)
 1-5.数年以内にまずベンチャー系製品が登場
  表.日系企業によるLi-S電池、硫黄系正極材の開発事例
  図.OXIS Energy社のLi-S電池の事例(ラミネートセル)
 1-6.2020年代後半に初期市場が立ち上がる
  図・表.Li-S電池の初期世界市場の見通し(LIB用硫黄系正極単独は含まない)
2.関連企業・研究機関の取り組み
 2-1.硫黄系正極事業とLi-S電池のコスト問題
 2-2.注目研究機関の開発動向

株式会社ADEKA
「SPAN/硫黄変性ポリアクリロニトリル」のサンプル提供を開始
正極材だけでなく負極材としても優れた特性を持つ
図.SPAN正極セル(左)とSPAN負極セル(右)の充放電サイクル特性

株式会社ルネシス/東京炭素工業株式会社
廃タイヤ処理から電極材を取り出す独自技術を確立
ハードカーボン負極材と有機硫黄系正極材を順次事業化へ
図.「タイヤ電池®」の研究開発の経緯

国立研究開発法人 科学技術振興機構 低炭素社会戦略センター
Li-S電池の普及に向け詳細な数値を示し必要な開発目標を提案
表.Li-S電池の4モデルの電極性能と硫黄・電解液の使用量
表.Li-S電池とLIBの電池性能と製造コストの現状と展望
図・表.現状のLi-S電池と現行LIBの原材料費に占める電解液とセパレータの比率(金額ベース、%)

国立研究開発法人 産業技術総合研究所 エネルギー・環境領域
金属多硫化物正極の成果に大きな手応え
足元目標はもちろん、2030年ロードマップの達成も視野に
表.産総研による金属多硫化物正極材の事例

公立大学法人 大阪府立大学大学院 工学研究科(無機化学研究グループ)
全固体Li-S電池関連の研究開発にも早くから着手し、画期的な成果
図.Li2Sベース固溶体正極を用いた全固体電池の充放電曲線(右)とサイクル特性

学校法人 東京都市大学 工学部エネルギー化学科(高分子・バイオ化学研究室)
高純度のポリ硫化炭素の合成に世界初成功
耐熱性の改善や導電性の1桁アップを図り、数年内の実用化へ
図.ポリ硫化炭素の化学構造と加圧成形サンプル
表.ポリ硫化炭素の主な特長と硫黄系正極材としての利点

国立大学法人 横浜国立大学院 工学研究院(渡邉・獨古・上野研究室)
高いLiイオン輸率と高いイオン伝導率を両立させることで
Li-S電池の重要課題である高出力化を実現する大きな足掛かりへ
図.溶媒和イオン液体のLi2S8溶解度と同液体電解質のLi-S電池の充放電特性
図.溶媒和イオン液体におけるLiイオンのホッピング伝導

第9章 新原理/新型電池

企業独自開発による商用化が始まりつつあり、足元新市場が立ち上がる

1.はじめに
 1-1.新原理電池は国プロの開発事例が多い
  表.各種の新原理電池とその特長(注目例)
 1-2.新型の高機能LIBや新構造LIBも登場
  表.特長的な新型電池(新開発高機能LIB、新構造LIB)の注目例
 1-3.新原理電池の市場化見通し
  図・表.新原理蓄電池のWW市場化見通し(金額ベース:218-2030年予測)

CONNEXX SYSTEMS株式会社
複数の新型電池を考案・開発し、早期実用化へ
リチウム空気電池の理論地すら上回る高エネルギー密度電池も
図.BIND BatteryTMの安全回復機能と家庭用蓄電システム(右)
図. HYPER BatteryTMの充放電性能(入出力特性)とプロトタイプ(右)
図.SHUTTLE BatteryTMの基本構造と試作セル(右)

PJP Eye株式会社
カーボン蓄電池は自転車から搭載開始
今後は搭載アプリ機器や周辺機器をブランド化し拡大展開を進める
図.PJP Eyeの「Laboratory6」製品の事例

株式会社クオルテック
水系飽和電解液による新型キャパシタは
従来キャパシタの抱えるハードルをクリアする可能性大
図.水系飽和電解液による新型キャパシタの充放電曲線

株式会社リコー
デュアルイオン電池(DIB)の正極材を中心とする材料供給展開を計画
さらに第二世代DIBの開発も想定
図.デュアルイオン電池(DIB)の基本構造と動作原理
図.デュアルイオン電池(DIB)の入力特性(左)とサイクル特性

国立研究開発法人 物質・材料研究機構
Alアニオン二次電池はコストや安全性、環境性能などでLIBと差別化
できる可能性あり
図.プローブ型電極による検査(右)とAlアニオン二次電池の構造

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