NMCバッテリーとは？種類、構造、製造プロセス、性能、未来展望まで徹底解説！?NMCバッテリーの基礎知識：構造、製造、種類、そして未来

本日はNMCバッテリーについて、種類、構造、製造プロセス、性能、そして未来展望まで詳しく解説していきます。

どうぞ最後までお付き合いください。

リチウムイオン電池とNMC正極の導入

はい、NMC正極材料は、リチウムイオン電池の性能向上、特にEVの航続距離延長に大きく貢献しますね。

リチウムイオン電池とコバルト

公開日:2023/08/10

✅ リチウムイオン電池の普及はエネルギー密度の高さとコストの安定性によるが、資源的な制約があり、特にコバルトの供給が課題となっている。

✅ リチウムイオン電池の正極材料にはコバルト酸化物（LCO）が使用されており、EV需要の高まりによりコバルトの使用量削減や生産量増加が急務となっている。

✅ コバルトは価格変動が激しく、供給がコンゴ民主共和国に集中しているため、地政学的なリスクも抱えており、代替材料や生産方法の検討が不可欠である。

さらに読む ⇒はじめよう固体の科学出典/画像元: https://solid-mater.com/entry/lico

コバルトの供給問題は、EV市場の成長を妨げる可能性があるので、代替材料の開発が急務ですね。

NMC正極は、その解決策の一つとして期待されています。

リチウムイオン電池は、高いエネルギー密度、高いセル電圧、メモリ効果がないといった利点を持つ二次電池であり、現代社会において不可欠な存在です。

その中でも、NMC（ニッケル・マンガン・コバルト）正極は、リチウムイオン電池の主要な構成要素の一つとして、広く利用されています。

NMC正極は、ニッケル、マンガン、コバルトを主成分とし、コバルト系リチウムイオン電池よりも安全性と低温放電特性に優れています。

この特性から、ハイブリッド車やEV向け電池に多く採用されています。

NMCは、粉末状の活物質であり、LiCoO2（コバルト酸リチウム）の代替として開発され、コスト削減と性能向上に貢献しました。

NMCバッテリーは、パワーツールや電動自転車など、幅広い分野で利用されており、エネルギーセルとパワーセルの両方としてカスタマイズできます。

うむ、コバルトの調達リスクは経営戦略上、非常に重要だな。代替材料の開発、あるいはリサイクル技術の確立は、まさにミリオネアへの道だ。

NMC正極の構造と製造プロセス

NMC正極の製造プロセスは、品質を左右する重要な工程ですね。

各工程の最適化が電池性能を左右するということですね。

リチウムイオン電池の三元系正極材（NMC）とは何か？

公開日:2023/11/27

✅ NMC正極は、ニッケル、マンガン、コバルトを主成分とする正極材料で、安全性と低温特性に優れ、ハイブリッド車やEV向け電池に利用されています。

✅ NMCは粉末状の材料であり、コバルト使用量を削減しつつLiCoO2に匹敵する性能を実現し、リチウムイオン電池のコスト低減とEVへの利用拡大に貢献しました。

✅ NMC正極は、活物質、導電助剤、バインダーなどを混ぜて電極箔に塗布・乾燥させて製造され、ニッケル比率が高いほどエネルギー密度が高く、ニッケル調達が課題となっています。

さらに読む ⇒橋本総研.com出典/画像元: https://hasimoto-soken.com/archives/13749

ニッケル比率の高いNMC811のような活物質は、EVの高出力化に貢献できますが、ニッケル調達が課題ですね。

DXによる数値モデル化は、製造プロセス効率化に繋がりそうですね。

NMC正極は、活物質粒子（通常は数μmから数十μmのサイズ）に、導電助剤やバインダーを混ぜて電極箔（主にアルミ箔）に塗布して製造されます。

この製造プロセスは、混錬、塗工、乾燥、プレス、切断などの工程からなり、各工程の最適制御が重要です。

NMCの組成比率はエネルギー密度に影響し、ニッケル比率の高いNMC811やNMC955も登場しています。

NMC活物質のコストは、ニッケルとコバルトの価格に大きく左右され、特にニッケルの調達競争が課題となっています。

近年、リチウムイオン電池の電極製造プロセスにおいて、デジタル・トランスフォーメーション（DX）の流れを受け、数値モデル化が活発に進んでいます。

この技術は、乾燥・プレス条件と電極構造、充放電特性との関連性を連鎖的に予測することを可能にし、電池性能向上に貢献することが期待されています。

へえー、活物質の製造プロセスって、そんなに細かく管理されてるんだ。数値モデル化で効率化が進むってのは、すごいね！