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市場調査レポート

リチウムイオン電池向けアノード材料:技術動向・市場予測 (~2030年)

<2020> Lithium Ion Battery Anode Technology Trend and Market Forecast (~2030)

発行 SNE Research 商品コード 926051
出版日 ページ情報 英文 204 Pages
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価格
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ご注意:当報告書は原文が韓国語のため、英訳が必要となる場合があります。納期については、当社までお問合せ下さい。

リチウムイオン電池向けアノード材料:技術動向・市場予測 (~2030年) <2020> Lithium Ion Battery Anode Technology Trend and Market Forecast (~2030)
出版日: 2020年02月12日 ページ情報: 英文 204 Pages
概要

リチウム二次電池のアノード材料としては主としてグラファイトが使用されています。カソード、セパレーターなど他の二次電池材料は過去に変更されてきましたが、グラファイトは過去20年間、メインの材料としてその位置付けを維持しています。グラファイト以外のアノード材料には、硬質炭素、硬質炭素があります。これらのうち、硬質炭素はその優れた出力特性により、EVのアノード材料として重要性が高まっています。

当レポートでは、リチウムイオン電池向けアノード材料の技術および市場を調査し、アノード材料の種類と概要、R&D動向、安全性への影響、材料・企業・地域別の需要予測、価格動向、主要製造業者のプロファイルなどをまとめています。

第1章 アノード材料技術の現況・開発動向

  • イントロダクション
  • アノード材料のタイプ
    • リチウム金属
    • 炭素系アノード材料
    • アノード材料の開発状況

第2章 炭素系アノード材料

  • 概要
  • 製造
  • 軟質炭素系アノード材料
  • 硬質炭素系アノード材料
  • 廃棄電池からの炭素系アノード材料の回収・リサイクル

第3章 合金系アノード材料

  • 概要
  • 特性
  • 課題とソリューション
  • SiOx系アノード材料:特性・用途
  • Si系アノード材料の実用化に関する研究
  • 他のSi系アノード材料
    • 3次元多孔Si
    • Siナノチューブ
    • 金属/合金薄膜アノード材料

第3章 複合アノード材料

  • 酸化物系アノード材料
  • 窒化物系アノード材料

第4章 ハイパワーアノード材料

  • 概要
  • インターカレーション材料
    • 炭素材料
    • Li4Ti5O12
  • 合金系材料
  • 遷移材料
  • ナノ構造微粒子
  • マルチチャンネル構造グラファイト
  • Si-グラファイトハイブリッド材料 (SEAG)
  • 将来の展望

第5章 安全性へのアノードの影響

  • 熱安定性
  • 急速充電の安定性

第6章 アノード材料市場の動向・予測

  • アノード需要:国別
  • アノード需要:材料別
  • アノード市場:サプライヤー別
  • アノード需要:LIB企業別
    • SDI
    • LGC
    • SKI
    • パナソニック
    • CATL
    • ATL
    • BYD
    • Lishen
    • Guoxuan
    • AESC
  • アノード製造能力
  • 需要予測:材料別
  • 価格動向

第7章 アノード材料製造業者

  • 韓国
    • Posco
    • Daejoo
    • Aekyung
    • MK
  • 日本
    • 日立
    • 三菱
    • 日本カーボン
    • JFE
    • 昭和電工
    • 信越化学工業
    • 東海カーボン
  • 中国
    • BTR
    • Shanshan
    • Shanzoom
    • Zichen
    • ZETO
    • Sinuo
    • XFH
目次

Graphite is mostly being used as an anode material for lithium secondary batteries. It means that from 1991 - when Sony firstly commercialized lithium secondary batteries - until now, graphite has firmly maintained its throne of anode materials. This has nearly been steadfast even for the last 20 years, while other materials, including cathode, separator, etc., have changed.

Graphite is largely divided into natural and artificial graphite. Raw ores of natural graphite are yielded with graphite containing about 5-15% in graphite mines. In order for graphite to be used as an anode material for lithium secondary batteries, it must obtain the purity of at least 99.5% as a battery grade. To increase the purity up to such a degree, the dug natural graphite ore should go through beneficiation, chemical processing, etc. to remove impurities. It can sometimes be spheroidized or pitch-coated.

Artificial graphite, on the other hand, is the graphite generated by heating carbon precursors, such as petroleum, coal tar, and coke, whose starting materials are not natural minerals, at the high temperature higher than 2800°C.

Other than graphite, other anode materials include soft carbon and hard carbon, which are manufactured by heat-treating coke, consisting of carbon, at 1000-1200°C, relatively low temperature. Of these, hard carbon has had increasing importance as an anode material for EVs due to its excellent output characteristics.

As the composite-based, LTO, an oxide composite-based, is typical; the metal composite-based includes Sn-Co-C and the like. In addition, for anodes using graphite, an electrode may be manufactured by partially mixing Si and SiOx-based compounds with graphite to increase its capacity.

In order to be suitable as an anode material for lithium secondary batteries, the following conditions must be satisfied first:

  • High charge and discharge capacity (per unit weight or volume)
  • Initial irreversible capacity losses must be small
  • Excellent charge and discharge cycle attributes
  • High electrical conductivity and ion diffusion rate in active materials
  • Small volume change caused by intercalation of lithium/delithiation
  • Eco-friendly material
  • Easiness to manufacture and low price

It is graphite that best satisfies these conditions. However, the continuous requirements for anode materials are suitable characteristic for the high capacity and high output of lithium secondary batteries.

In this report, we described the technical trends on various types of anode materials, especially the latest technical trends focusing on the alloy- and composite-based. In addition, we also reviewed the current status of anode material production by anode material company in Japan, China, Korea, and other countries. Finally, in the market segment, the pipeline in the industry was analyzed by country, company, and anode material type, in terms of trends in consumers and suppliers for the last five years. Furthermore, the demand was forecasted for the anode material market by 2025, based on the IT and EV markets.

Table of Contents

Chapter 1. Current Status and Development Trend of Anode Material Technology

1. Introduction

2. Types of Anode Material

  • 1.2.1. Lithium Metal
  • 1.2.2. Carbon-Based Anode Material
  • 1.2.3. Development Status of Anode Materials

Chapter 2. Carbon-Based Anode Material

1. Outline of Carbon-Based Anode Materials

2. Production of Carbon-Based Anode Materials

3. Soft Carbon-Based Anode Materials

4. Hard Carbon-Based Anode Materials

5. Collection and Recycling of Carbon-Based Anode Materials from Wasted Batteries

Chapter 3. Alloy-Based Anode Material

1. Outline of Alloy-Based Anode Materials

2. Properties of Alloy-Based Anode Materials

3. Problems and Solutions for Alloy-Based Anode Materials

  • 3.3.1. Representative Problems
  • 3.3.2. Metal Composite-Based Anode Materials
  • 3.3.3. Metal-Carbon Composite-Based Anode Materials

4. SiOx-Based Anode Materials

  • 3.4.1. Structural Properties
  • 3.4.2. Electrochemical Properties
  • 3.4.3. Application of Prelithiation Process

5. Study on Practical Application of Si-Based Anode Materials

  • 3.5.1. Differences in Electrochemical Behaviors
  • 3.5.2. Si-Single Electrode and Si/Graphite-Mixed Electrode

6. Other Si-Based Anode Materials

  • 3.6.1. 3-Dementional Porous Si
  • 3.6.2. Si Nanotube
  • 3.6.3. Metal/Alloy Thin Film-Type Anode Materials

Chapter 3. Compound Anode Material

1. Oxide-Based Anode Material

2. Nitride-Based Anode Material

Chapter 4. High Power Anode Materials

1. Outline of High Power Anode Materials

2. Intercalation Materials

  • 5.2.1. Carbon Material
  • 5.2.2. Li4Ti5O12

3. Alloy-Based Materials

4. Transition Materials

5. Nano-Structured Micro Particles

  • 5.5.1. Nano-Structured Micro Carbon Materials
  • 5.5.2. Nano-Structured Micro Li4Ti5O12
  • 5.5.3. Nano-Structured Micro Si-Carbon Composite Active Material

6. Multichannel-Structured Graphite

7. Si-Graphite Hybrid Material (SEAG)

8. Future Outlook

Chapter 5. Influence of Anode on Safety

1. Thermal Stability of Anode

2. Stability for Quick Charging

Chapter 6. Trend and Outlook for Anode Material Markets

1. Anode Demand by Country

2. Anode Demand by Material

3. Anode Market by Supplier

4. Anode Demand by LIB Company

  • SDI/LGC/SKI/Panasonic/CATL/ATL/BYD/Lishen/Guoxuan/AESC

5. Anode Production Capacity

6. Demand Forecast by Material

7. Trend of Anode Prices

Chapter 7. Status of Anode Material Manufacturers

1. Korean Anode Company

  • Posco/Daejoo/Aekyung/MK

2. Japanese Anode Company

  • Hitachi/Mitsubishi/Nippon Carbon/JFE/Showa Denko/Shinetsu/Tokai Carbon

3. Chinese Anode Company

  • BTR/Shanshan/Shanzoom/Zichen/ZETO/Sinuo/XFH