化学工業日報

2014年07月30日前へ｜次へ

自動車部材飛躍の好機「エコカーを支える」13 ＥＶ用ＬｉＢ1

セパレーター、安全の鍵
コーティング品で対応進展

　２０１３年１月、旅客機「ボーイング７８７」に搭載するリチウムイオン２次電池（ＬｉＢ）が発火した。「ＬｉＢ自体の構造的な問題だ」「いや、電池制御システムの不具合だろう」「もしかしたら落雷が原因ではないか」--。さまざまな憶測が飛び交うなか、いまだに真相は明らかにされていない。ただ、このボーイング問題以降、安全性に対する要求基準が格段に跳ね上がったことは確実だ。

　「リチウムイオン２次電池（ＬｉＢ）の構成部材のうち、セパレーター性能の改善余地が最も残っている」。ある自動車メーカーの電気自動車（ＥＶ）開発担当者が語る。
＊多様な機能要求
　セパレーターは、正極と負極の接触を遮断し、ショートを防止する役割を担う。薄膜化やリチウムイオンの透過性向上など、さまざまな機能改善が求められるが、「高次元での安全性の確立が大前提かつ最優先課題」と強調する。
　この対策としてセパレーターメーカー各社は、ハイブリッド技術に解を見いだす。ポリオレフィン系を基材に、耐熱材料をコーティングしたセパレーターで対応しようとしている。
　シェアトップの旭化成では、セラミックや樹脂などをコーティングしたセパレーターを開発中。東レもアルミナの適応や耐熱性樹脂のコーティング品の上市を急ぐ。帝人では、フッ素化合物やメタ系アラミドのコーティング品で、優れた耐熱性を訴求する。
　ただ、課題も多い。安全性と並び、自動車メーカーが要求する低コスト化の対応が問われる。材料費と製造プロセス工程が増えるコーティングタイプで、どこまで低コスト化を実現できるかが採用のポイントとなる。
＊中国製品が台頭
　また、近年では中国のセパレーターメーカーも台頭。東芝機械の製造装置を導入し、「低価格で、品質も日系メーカーと引けを取らない」湿式セパレーターを製造する湖南中●新材料有限公司（中国・湖南省）は、「２０２０年までにＥＶ用にセパレーターを供給する」と鼻息も荒い。中国のＥＶバス用に供給実績を持つ台湾系ＬｉＢメーカーも「最近では中国メーカーの製造技術も格段に向上している」と、中国製セパレーターの採用比率を拡大させている。
　さらに、ポリオレフィン系よりも価格競争力に優れた不織布の提案も始まっている。
＊不織布の応用も
　ハイブリッド車（ＨＶ）用ニッケル水素電池向けセパレーターで培った知見を生かし、日本バイリーンではＬｉＢ用の不織布セパレーターを開発中。不織布は耐熱性に優れるものの、シャットダウン機能がないことが欠点。そのため「ＥＶへの適応は難しいのではないか」（民生用ＬｉＢメーカー）との声も挙がるが、不織布に無機コーティングを施すことで安全性の向上を目指している。　ニッポン高度紙工業も、「電気二重層キャパシター（ＥＤＬＣ）用のデファクトスタンダード」というセルロース系不織布の横展開を加速中だ。主流のＬｉＢセパレーターは最薄でマイクロメートルと程度とされるが、同社ではマイクロメートル品を開発済み。２００度Ｃを超える耐熱性と、薄肉化による電池容量の増加を訴求していく。　旭化成や東レを中心とする日本勢とセルガードが大半のシェアを握ってきたセパレーター市場。中国勢の台頭や不織布の適応など、今後、大きな動きもありそうだ。

【写真説明】
上・東レが製造するＬｉＢ用セパレーター。セラミックや耐熱性樹脂をコーティングすることで、高次元の安全性を実現させる
下・コスト競争力を武器に採用が進む中国メーカー製セパレーター（写真は湖南中●新材料有限公司の製造品）
●は金偏に里。リチウムの中国漢字表記

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