二次電池用バインダー技術の開発状況と見通し（～2035年）

LIBの特性は電極によって大きく左右され、優れた電池性能を実現するためには電極構造の最適化が最優先課題です。現在実用化されているLIBのみならず、研究部門においても正極活物質、負極活物質の研究、見直しが盛んに行われています。電極反応に関与しない不活性なバインダーは、低い重量比（5wt%以下）で電極の健全性を維持し、電気化学プロセスを支えており、活物質、導電剤とともに電極の性能を発揮させる上で重要な位置を占めていますが、その重要性に比べて注目度は低いです。

バインダーは電極のごく小さな部分を占めますが、電極の全体的な性能を決定する上で重要な役割を果たしています。正極と負極の両方に含まれる活物質や導電剤が集電体にしっかりと接着するのを助けるとともに、耐久性を向上させます。バインダーは、（1）電解液中で電気化学的に安定であること、（2）柔軟性と不溶性を有すること、（3）特に正極用バインダーの場合、酸化に対する耐食性を有することが必要です。

したがって、活物質と導電剤を集電体に効果的に接続し、体積膨張に対応し、充放電サイクル中に安定した電極構造を確保するためには、高い接着強度と弾性を持つ機能性バインダーが必要となります。近年の研究では、バインダーのスクリーニングと設計に関する深い知見により、単に機械的安定化に用いる構造的支持体としての役割から、電気化学的な利点も提供する多機能バインダーの開発へと焦点が移りつつあります。

近年、シリコン系負極材料の採用が進むにつれて、バインダーがリチウム化反応に大きく影響し、電極容量とサイクル安定性の向上に寄与することが研究で明らかになっています。このため、次世代バインダーの開発が積極的に進められています。従来、正極用バインダーにはフッ素樹脂系のPVDF（ポリフッ化ビニリデン）が、負極用バインダーにはSBR（スチレンブタジエンゴム）やCMC（カルボキシメチルセルロース）が主に使用されてきました。しかし、シリコン系負極は体積膨張が大きいため、これらの従来のバインダーはシリコン系材料には適しません。

近年では、正極用PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）バインダーが注目され、負極にはPAA（ポリアクリル酸）やPI（ポリイミド）などの水系バインダーが使用されるようになってきています。これらの水系バインダーは、電解質として水系溶媒を利用するシリコン系負極に特に適しています。従来のバインダーと比べて、PAAやPIは引っ張り強度が高く、接着力が強いため、シリコン系負極の体積膨張に強いです。さらに、これらのバインダーは活物質を包み込み、安定したSEI（固体電解質界面）層の形成に役立ち、電極の安定性とサイクル性能を向上させます。

次世代の正極用バインダーであるPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）は、乾式電極プロセス向けのバインダーです。疎水性が高く、耐薬品性・耐熱性に優れた材料として、乾式電極プロセスや固体電池への応用が予測されています。

PVDFバインダーはKureha（日本）、Solvay（ベルギー）、Arkema（フランス）、SBRバインダーはZeon（日本）が生産しており、国外サプライヤーへの依存度が高い高コスト材料です。

正極用バインダーはChemtros（韓国）が現地生産に成功しており、負極用バインダーもHansol Chemical（韓国）が国内生産を実現し、Samsung SDIとSK Onに供給しています。さらに、LG ChemとKumho Petrochemicalが負極用バインダー供給市場に参入しています。

SNE Researchの2024年11月時点の世界のリチウムイオンバッテリー用バインダーの需要予測によると、市場は2025年の181.2トンから2030年に311.4トンに達する見込みです。金額ベースでは、2025年の4兆4,000億ウォンから2030年までに 6兆1,100億ウォンに達する見込みです。

当レポートでは、二次電池用バインダー市場について調査分析し、リチウムイオン電池市場の見通しに基づいて、バインダーの需要と市場動向を予測しています。

PVDFバインダーメーカーの出荷量と市場シェア（M/S）

SBRバインダーメーカーの出荷量と市場シェア（M/S）

世界のLIB用バインダー（正極+負極）需要の予測（キロトン）

Tesla 4680電池のバインダーコスト分析

• 正極：NCM811、負極：シリコン系
• 1GWh電池のPVDF正極用バインダー要件とコスト：約38トン
• 1GWh電池のPAA負極用バインダー要件とコスト：約24トン

目次

第1章 バインダーの概要

• イントロダクション
• 定義、役割、要件
• カテゴリとタイプ
• 動作メカニズム
• バインダーの破損メカニズム
• バインダー開発に向けた先進の戦略
• バインダー特性評価技法

第2章 バインダーのタイプと研究開発活動

• 正極用バインダー
• 負極用バインダー
• 次世代電池用バインダー（1）
• 乾式プロセス向け4680用バインダー
• 次世代電池用バインダー（2）

第3章 バインダー市場

• バインダー市場の全体的な見通し（その他の研究者による見通し）
• 世界のLIB向けPVDF市場の見通し
  • 世界の電池市場の需要見通し
  • 世界のLIB用バインダー需要見通し
  • LIB用バインダーの価格の見通し
  • LIB用バインダーの市場規模の見通し
  • 世界の正極用バインダー需要の見通し：主要電池企業別
  • 世界の負極用バインダー需要の見通し：主要電池企業別
  • シリコン系負極用バインダー市場の見通し
  • シリコン系負極用PAAバインダー市場の見通し
  • 世界のLFPバインダー需要の見通し（CAGR 12%）
  • Tesla向け4680電池のバインダーコスト分析
  • LIB用バインダーメーカーの出荷量とM/S
  • PVDFバインダーメーカーの出荷量とM/S
  • SBRバインダーメーカーの出荷量とM/S
  • CMCバインダーメーカーの出荷量とM/S

第4章 バインダーメーカーの状況

• Arkema Group
• BASF SE
• Solvay
• Kureha Corp.
• ZEON Corp.
• JSR Corp.
• Fujian Blue Ocean Co. Ltd (BLUE OCEAN & BLACK STONE)
• Dupont (CMC)
• Ashland Inc.
• MTI Corp.
• TRINSEO
• Xinxiang Jinbang Power Technology Co., Ltd.
• Chongqing Lihong Fine Chemical (CMC Binder Manufacturers)
• Chemtros
• Hansol Chemical
• Kumho Petrochemical
• Daikin Industry
• Nanografi Nano Technology
• Nippon Paper Group
• APV Engineered Coatings LLC
• Sichuan Indigo Materials Science & Technology (INDIGO)
• Guangzhou Songbai Chemical Co (Songbai)
• Nippon A&L Inc.
• Daicel Miraizu Ltd.
• Sinochem Group Co.
• Ube Corp.
• AOT Battery Equipment Technology
• Shanghai Huayi 3F New Materials
• GL Chem

第5章 付録（参考）（水系正極用バインダーのコストの分析など）

第6章 参考文献