化学品の市場調査、研究開発の支援、マーケット情報の出版

                      発 行:2010年10月
                      価 格:230,000円+消費税
                         * メルマガ登録者は 207,000円+消費税
                      体 裁:A4版 246頁
                      発 行:㈱シーエムシー・リサーチ

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調査レポートの特徴

    ◆ LiBの製造工程およびコストの変動要因の解析 
    ◆ 電池コストの分析 -材料費・工程費・設備費- 
    ◆ 設備試算・製造コスト試算(100万セル/年) 
    ◆ キャッシュフローによる投資利益率計算 
    ◆ 製造設備と製造工程の“世代交代的な変化”へ 

本調査レポートの企画について

 Ⅰ はじめに
 
 ㈱シーエムシー・リサーチは、「リチウムイオン二次電池 構成材料の解析と需要予測」(2009年5月刊)、「HEV・EV用電池の特性解析&LiB材料の需要予測」(2009年10月刊)を発行、また2010年4月にはこれらレポートの英文版を発行(発行元:シーエムシーインターナショナル)することで、関係する企業の皆様のお役にたてる情報の提供に努めてまいりました。その後も急速に変化するリチウムイオン二次電池の市場環境、関連技術、企業動向に対する継続した調査を続けて参りました。 
 そしてこの度、関係企業や新規参入をめざす企業の方々から特にニーズの強かった「製造装置を含めた製造プロセス解析と製造コスト分析」をテーマにした特別調査レポートを企画しました。 
 本調査レポートが、LiB関連事業の拡大発展を目指す企業はもとより、新規参入を指向されている企業の皆様にとっても意義ある情報であることを確信してご案内申し上げます。 
 
 Ⅱ 企画の背景 
 
 ハイブリッド車(HEV・PHEV)や電気自動車(EV)など電動自動車の巨大市場が動き始めたことで、リチウムイオン二次電池(LiB)の国際的な開発競争が激しさを増しています。 
 現在主流の小型LiBは、小型携帯機器(携帯電話、ノートPC、デジタルカメラなど)の電源として広範囲なニーズを背景に需要が伸び、2009 年では国内生産に限っても2,809億円(電池工業会)と成長しております。 
 また2009年からスタートしたアシスト自転車や電動工具用の中型LiBも、2010 年に至って本格的な量産の段階に入り、新しい市場が広がろうとしています。さらに大型LiBは、自動車用の電源としてHEV(ハイブリッド車)、PHEV(プラグインHEV)およびEV向けの生産が本格化しようとしている段階にあり、これらの中大型LiB用途が本格化的に動き出す2014年頃には自動車用だけでもLiBの市場規模は2兆円に達すると予測されています。一方、LiBの本格的な普及のためには電池自体が高価であることがネックとなっており、材料コストの低減から製造プロセスの効率化などにわたる、コスト削減技術のブレークスルーが強く求められています。 
 中大型LiBのコスト削減には、今後予測される需要拡大を見込んだ量産設備の確立が不可欠であり、そこでは従来の小型LiB製造の延長線上には無い、製造プロセス自体の変化が生じてきます。新規参入も含めたメーカー各社がこの成長分野でのポジションを確保するため設備投資を活発化させています。このタイミングで製造プロセスの解析、コスト構成およびその詳細な実態をおさえておくことは、LiB関連企業にとって極めて重要な意義を持つものと考え、特別調査レポートを企画しました。 
 
 Ⅲ 企画のポイント 
 
 LiBの製造工程およびコストの変動要因 
 
  1.電池(セル)の容量アップ。1Ah前後から10~100Ahと大型化 
  2.高容量化を目指した正極活物質の変化。多元系や鉄リン酸リチウムへ 
  3.高速充電や回生充電対応の負極活物質の変化 
  4.出力特性(パワー)を重視した電池(セル)設計 
  5.安全性試験や寿命(サイクルと保存)をクリアするためのセル設計 
  6.コストダウンが可能な電極構造の合理化 
 
 これらの変化の中には、従来の小型電池の延長線上ではカバー仕難い領域が発生しており、製造設備と製造工程には“世代交代的な変化”が必要である。 
 いくつかの項目を挙げると; 
 
  1.取扱う原材料の増大に伴った、原料の自動計量や配合の連続化 
  2.粉体処理(混合・混練)や塗工スラリー調製の高度化と連続化 
  3.塗工(コーティングと乾燥)の高速化とパターン化(*1) 
  4.電極板の二次加工とセル組立の自動化 
  5.電解液注入、初充電の自動化と検査(不良セル排除)のコンビネーション 
  6.溶剤(塗工用NMP(*2)の環境規制と溶剤回収 
  7.クリーンルームやドライルーム設備の増大と運転コストの負担 
 
   *1) 区分塗工/ストライプ塗工およびその組合せパターン 
   *2) N-メチル-2-ピロリドン 
 
 本調査においては、上記の諸問題に関して2009~2010年レベルでの状況を整理して解析するとともに、目次項目について可能な限り具体的に調査して解析を行った。 
 

 

内容見本

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調査レポートの構成・内容

目次一覧PDF
 第1章 中大型リチウムイオン電池の技術動向 
 
  1.1 自動車用LiB(HEV、PHEV、EV) 
  1.2 アシスト自転車・電動工具用LiB(セルと制御回路の構成) 
  1.3 太陽光発電など自然エネルギーの蓄電用LiB 
 
 第2章 中大型リチウムイオン電池材料・セルの技術動向 
 
  2.1 正極・負極材料の性能と動向 
  2.2 セパレーター、電解液およびバインダー材料などの動向 
  2.3 セルの内部構造と組立構成(工程の基礎説明資料) 
  2.4 セルの特性パラメーター(Ah、Wh、W/㎏、Wh/㎏) 
  2.5 NEDOの開発ロードマップ(RM2010)特性、寿命およびコスト 
 
 第3章 LiB製造工程の概要 
 
  3.1 前工程(粉体加工>スラリー調整) 
  3.2 中間工程(塗工>乾燥>電極板加工) 
  3.3 後工程(セル組立>初充電>検査) 
  3.4 主要な製造設備およびメーカー 
  3.5 製造設備関係の新規参入企業 
 
 第4章 セルの設計と原材料の仕様 
 
  4.1 セル設計の概要(材料の仕様と設計への取込み) 
  4.2 製造工程の歩留り(前工程、中間工程および後工程) 
  4.3 設計マージン(A/C比、安全&劣化マージン) 
 
 第5章 前工程 
 
  5.1 粉体配合と粉体加工(混合・混練) 
  5.2 バインダー(PVDF系およびSBR水系) 
  5.3 (固液混合)スラリーの調整と特性 
  5.4 新規なナノ系活物質への対応 
 
 第6章 中間工程 
 
  6.1 塗工と塗工機(コーター) 
  6.2 乾燥と接着・結着の特性 
  6.3 電極板の特性と評価 
 
 第7章 後工程 
 
  7.1 電極板のプレス、スリットおよび最終乾燥 
  7.2 セルの組立と外装体への封止 
  7.3 電解液注入と初充電 
  7.4 検査と出荷調整 
 
 第8章 設備コストの試算(100万セル/年) 
 
  8.1 製造プロセスにおけるコスト低減のポイント 
  8.2 本体設備のコスト試算 
  8.3 付帯設備のコスト試算 
 
 第9章 製造コスト試算(100万セル/年) 
 
  9.1 原材料費・材料単価 
  9.2 製造・組立費の試算 
  9.3 電池(セル)の工場原価の試算 
 
 第10章 総括・まとめ 
 
  10.1 電池コスト削減の条件の考察 
  10.2 投資利益率の試算