弾性電池用バインダーの市場展望 2031年
- 弾性電池用バインダーの世界市場規模は2021年に0.3 Bn米ドル以上
- 2022年から2031年にかけてCAGR16.6%で成長すると推定される
- 弾性電池用バインダーの世界市場は、2031年末までに14億米ドルを超えると予測される
高分子バインダーは、リチウムイオンやナトリウムイオンなどの電池において、電極の機械的強度を維持するために重要な役割を担っています。しかし、従来の高分子バインダーは弾力性に乏しく、高性能なシリコン負極を使用するリチウムイオン電池には適していませんでした。そのため、サイクル中の体積変化が激しいリチウムイオン電池の高性能シリコン負極には適さない。そのため、リチウムイオン電池の充放電サイクルにおけるシリコン負極の応力緩和など、様々な用途に対応した高弾性電池用バインダーに注目が集まっています。弾性電池用バインダーの用途は多岐にわたるため、同市場は成長を遂げると予想されます。例えば、ポリウレタン（PU）は、ハイブリッド水性弾性バインダーとして使用されています。PUは、ハードドメインとソフトドメインを持つセグメント構造のため、一般的な水性バインダーと比較して高い弾性、引張強度、接着性を示す。そのため、高弾性電池用バインダーは、リチウムイオン電池やナトリウムイオン電池の電極のサイクル安定性やレート能力といった電気化学的性能を向上させるために使用することができる。電気自動車における弾性電池バインダーの需要増加により、予測期間中、自動車および輸送最終用途セグメントが世界の弾性電池バインダー市場を支配すると推測されます。そのため、メーカーは、リチウムイオンやナトリウムイオンなどの電池に数多く使用される弾性電池用バインダーの機会増を開拓する必要があります。
ポリマーバインダー材料は、電気化学エネルギー貯蔵デバイスの重要な構成要素です。世界的に高エネルギー密度デバイスの需要が高まっている。そのため、高容量次世代電池を実現するためには、物理現象や構造物性相関の基礎的な理解に基づく革新的な新しい高分子バインダー材料が必要とされる。例えば、リチウムイオン電池は、携帯電子機器のエネルギー供給源として重要な選択肢の一つとなっている。しかし、エネルギー出力の向上を考えると、従来の炭素系負極に代わる新しい高性能負極が必要である。シリコン負極は、その高い理論容量から有望な候補とされている。しかし、シリコン負極は、リチウム化・脱リチウム化に伴う体積変化により、容量が大幅に低下し、寿命が短くなるという問題がある。シリコン系負極は、体積膨張を伴いながら石化するため、弾性バインダーが電気化学性能に大きな影響を与える。
弾性電池用バインダーは、自動車・輸送、家電、エネルギー貯蔵システム、航空宇宙・防衛、産業など、さまざまな最終用途で使用されています。
電気自動車の世界市場は、今後2年間で2倍以上に拡大すると予想されており、この期間中に2,500万台以上の電気自動車が走ると予測されています。これらの電気自動車は、新車購入台数の25％を占めると予想されています。しかし、電気自動車の人気を後押ししている主要な要素の1つは、電気自動車の動力源として使用されるリチウムイオン電池の性能です。
リチウムイオン電池メーカーは、新しい負極材料と正極材料を研究し、それらの間で電荷を移動させる電解質を改良している。これらのリチウムイオン電池を支える高分子バインダーの改良も進んでいる。新しい高弾性バインダーは、リチウムイオン電池の寿命と容量を向上させることができる。このため、弾性電池用バインダーは、リチウムイオン電池のシリコン系負極材を安定化させる役割を担っている。したがって、電気自動車の需要の増加は、近い将来、弾性電池バインダー市場を後押しすることが期待されます。
グリッドレベルのエネルギー貯蔵システムは、電気エネルギーの変換プロセスにおいて、発電と利用のバランスをとる上で重要な役割を担っています。電池は、高速応答性、モジュール化、柔軟な設置が可能であることから、グリッドレベルのエネルギー貯蔵システムへの応用に大きな可能性を持っています。いくつかの電池技術の中でも、リチウムイオン電池（LIB）は、高いエネルギー効率、長いサイクル寿命、比較的高いエネルギー密度を示している。
しかし、リチウムイオン電池は価格が高騰している。さらに、電池の寿命が尽きると環境負荷が高くなる。そこで、リチウムイオン電池の充電容量を向上させるための新しいアプローチが開発されました。黒鉛系負極からシリコン系負極への移行である。シリコンは単位物質あたりのエネルギー密度が高い。しかし、負極に含まれるシリコンの粒子は、放電や充電の際にサイズが変化し、電池の容量を低下させるという問題があった。高弾性電池用バインダーは、この機械的衝撃を緩和するために剛性と軟性の結合機構を発揮し、リチウムイオン電池のリチウム化におけるシリコン負極の体積膨張に対応することができる。
さらに、ナトリウムイオン電池は、より良い性能を提供し、より広い温度範囲で動作させることができます。アンチモンはナトリウムイオン電池の負極材として期待されていますが、ナトリウムとの合金化反応（SIBs）により体積が大きく膨張します。そのため、SIB電池のアンチモンには、大幅な体積変化やナトリウムイオンの移動数を防ぐために、二重機能を確保し、機械的強度を向上させる弾性電池用バインダーが開発されています。
このように、エネルギー貯蔵システムにおけるリチウムイオン電池やナトリウムイオン電池の使用量の増加により、弾性電池用バインダーの需要は増加すると予想されます。
弾性電池バインダーの世界市場は、タイプ別に、ポリウレタン（PU）、ポリ（シロキサンイミド）（PSI）、ポリロタキセン、スチレンブタジエンゴム（SBR）、エポキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、プルラン、その他に区分されている。2021年の弾性電池バインダーの世界市場では、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）セグメントが40％の主要シェアを占めています。PTFEは水中エマルジョンとして塗布され、直接またはスルホン化アイオノマー形態で使用される。ポリテトラフルオロエチレンとポリフッ化ビニリデンの懸濁共重合により、大きな破断伸びと高粘度、さらに高いイオン伝導度と熱安定性を持つ高弾性電池用バインダーが製造されます。ポリテトラフルオロエチレンは、セルやスーパーキャパシタ用の特定のバインダー用途に使用することができます。
2021年の弾性電池バインダーの世界市場では、金額ベースでアジア太平洋地域が主要なシェアを占めています。この傾向は、予測期間中も続くと予想されます。アジア太平洋地域は、自動車・輸送、家電、エネルギー貯蔵システム、航空宇宙・防衛、工業などの様々な最終用途産業における弾性電池バインダーの使用量の増加により、予測期間中に弾性電池バインダーに膨大な機会を提供すると予想されます。金額ベースでは、アジア太平洋地域は2021年に世界市場の74.6%のシェアを獲得しました。その市場シェアは2031年には76.2%に達すると予測されています。
北米は、2021年の弾性電池バインダーの世界市場で13.3%のシェアを占めた。その市場シェアは、予測期間終了までに15.1%に上昇すると予測される。中南米と中東＆アフリカの弾性電池バインダー市場は、予測期間中に伸び悩むと予測される。中東＆アフリカと中南米は、2021年の弾性電池バインダー市場で、累積で1.1％のシェアを占めています。
世界各地の弾性電池バインダーの主要生産者には、Gelon LIB Group、Fairmont Industries、BASF、The Lubrizol Corporation、Arkemaなどが含まれます。2021年の市場は、様々な中小規模のメーカーが存在するため、競争が激しくなっています。アジア太平洋地域は、多くの小規模メーカーの存在により、世界の弾性電池バインダー市場の主要地域となっています。中国とインドが、世界における弾性電池バインダーの主要な輸出国である。弾性電池バインダーのメーカーのほとんどは、生産と運用コストを節約し、その結果、彼らの収入を増加させるために統合された操作を持っています。
これらの各企業は、会社概要、財務概要、事業戦略、製品ポートフォリオ、事業セグメント、最近の開発などのパラメータに基づいて、弾性電池バインダー市場レポートで紹介されています。
弾性電池用バインダーの世界市場における主な展開
2020年12月15日、BASFは、高容量化を実現し、充電時間の短縮に貢献するリチウムイオン電池用負極バインダー「Licity」を発売しました。Licityリチウムイオン電池用バインダーは、電極の膨張を抑制し、電池の高容量化を可能にします。これにより、ガソリン車ユーザーの電気自動車への移行を促進することが期待されます。
2021年7月15日、ルーブリゾールはリチウムイオン電池セル構造用の新しいエレクトロライトポリマー技術を発表し、エキサイティングな新しい性能能力を提供します。この技術には、電極、セパレータ、および電解質コンポーネントの性能を向上させるために設計されたポリマーが含まれています。Electro-Riteポリマー技術は、バインダースラリーの処方を強化し、高度な負極とセパレータの処方を支援し、新しいプライマー機能を提供することができます。
2019年10月15日、アルケマは中国の常熟工場におけるKynarフッ素樹脂の生産能力を増強する計画を発表しました。電気自動車用リチウムイオン電池市場の継続的な力強い成長に牽引され、アルケマは常熟工場でこの市場専用の高性能ポリマーPVDFの能力を約50％増強します。この投資は、先端材料分野での成長を加速させるという当社の意欲をさらに後押しするものです。
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