二次電池向けドライ電極プロセス技術：開発動向/ 市場の見通し (～2035年)

近年、ドライ電極プロセスは、世界の電池業界において次世代電池製造の中核技術の一つとして注目を集めています。EV、ESS、全固体電池、ナトリウムイオン電池 (SIB) など、さまざまな電池用途において、ドライ電極技術への関心が高まっています。世界の電池メーカーは、ドライ電極技術の確保が将来の競争力を強化するための重要な要素であると、ますます認識を深めています。

ドライ電極プロセスでは、溶媒を使用せずに活物質、導電助剤、バインダーを直接混合し、その後、圧延、加圧、ラミネーションなどの工程によって電極を製造します。ドライ工程やNMP回収設備が不要になることで、工程全体のエネルギー消費量を約20～40％、製造設備の設備投資額 (CAPEX) を約15～30％削減できると推定されています。さらに、生産ラインを短縮でき、工場スペースも削減できるため、大規模な電池製造において大きな利点があります。

Teslaは、ドライ電極技術をリードする企業の一つです。Teslaは2019年にMaxwell Technologiesを買収してドライ電極技術の確保に着手し、その後、次世代4680円筒形電池セルの開発における中核技術としてドライ電極プロセスを採用してきました。当初は、ドライ負極とウェット正極を組み合わせたハイブリッド方式が主に採用されていました。しかし、最近公開された特許US2025/0364562によると、Teslaは複合バインダーシステムを導入することで、正極へのドライプロセス適用に伴う課題にも対応したとみられます。このアプローチでは、PVDF、PEO、PEなどの高分子バインダーをPTFEと混合します。これらの追加バインダーが活物質表面を被覆して保護層を形成し、PTFEと電極活物質の直接的な相互作用を防ぐと考えられています。

特に、4680電池セルは、従来の円筒形セルに比べて、はるかに厚い電極と高い面積容量を必要とします。また、4680電池セルは、高出力と高エネルギー密度を実現するためにタブレス構造を採用しており、これにより、ドライ電極技術の利点が、その性能や製造要件に直接関連するものとなっています。

本レポートは、二次電池業界におけるカーボンニュートラルプロセス開発の必要性、従来のウェットプロセスに伴う課題、ドライ電極プロセスの現状の課題など、主要な技術的トピックを検討し、ドライ電極プロセスの現状と近い将来の展望を分析します。また、二次電池業界各社における最新のドライ電極プロセス開発動向や、幅広い企業の全固体電池技術の最新動向についても情報を提供します。

本レポートの特長

• (1) ドライ電極プロセスの背景と開発に関する包括的な技術解説
• (2) 各種ドライ電極プロセスおよび電極製造に関連する主要課題についての詳細な解説
• (3) ドライプロセスとウェットプロセスの長所・短所、および電池セルへの適用を含む詳細な比較
• (4) 次世代全固体電池へのドライ電極プロセスの応用に関する詳細な技術解説
• (5) 電極加工、材料、製造装置に携わる国内外の企業における開発動向に関する詳細な情報
• (6) 各国政府が支援するドライ電極調査プロジェクトの概要、その主な目的や活動内容
• (7) 主要調査会社によるドライ電極プロセス市場の見通しを掲載

目次

第1章 二次電池向けドライ電極製造プロセス

• 二次電池産業におけるカーボンニュートラルプロセス開発の必要性
• 二次電池向け厚膜電極の開発の必要性
• ウェット電極製造プロセスにおける課題
• ドライプロセス導入の背景
• ドライ電極プロセスの開発
• ドライプロセスの種類
• ドライプロセスにおける問題点
• ドライプロセスとウェットプロセスの比較
• PTFEのフィブリル化

第2章 次世代二次電池へのドライプロセスの応用

• 全固体電池にドライプロセス適用の必要性
• 全固体電池へのドライ電極プロセスの適用事例

第3章 企業・機関別の開発動向

• 国内外の産業におけるドライプロセス開発動向
• 韓国企業の開発動向
• 海外企業の開発動向
• 設備企業の開発動向
• 大学および研究機関の開発動向

第4章 国別研究プロジェクト

• 米国・EU
• EUプロジェクト
• 韓国
• 日本・中国
• 英国・オーストラリア

第5章 ドライ電極を用いた電池の市場展望

• ドライ電極用途の市場：概要
• ドライ電極技術を用いた有望な電池
• ドライ電極技術を用いた電池の有望な応用分野
• 4680セルとドライ電極：展望と市場分析
• 全固体電池とドライ電極：将来の量産に向けた中核プラットフォーム
• ナトリウムイオン電池 (SIB) とドライ電極
• LFP電池とドライ電極
• ESS用途向けLIB+SIBの生産能力の見通し
• EV＋ESS用途向け46xx電池の設計生産能力と実生産能力の見通し
• EV＋ESS用途向けドライプロセス適用46xx電池の生産能力の見通し
• ESS用途向けドライ電極プロセス適用LFP電池の生産能力の見通し
• ドライプロセス適用全固体電池の生産能力の見通し
• ドライプロセス適用電池の生産能力の見通し