バインダーフリー電極の市場は、開発の初期段階にあります。バインダーフリー電極市場の企業は、自動車や輸送、エネルギー貯蔵システム、防衛などの産業で必要とされる、より高性能な技術の開発に注力することが予想されます。市場の高い成長率は、高いLi+および電子伝導性、良好な電解質濡れ性、大きな体積膨張空間、強い接着強度といったバインダーフリー電極の特定の特性に起因しています。その結果、バインダーフリー電極は、従来のPVDF/活性炭/カーボンブラック系を凌駕しています。さらに、提案するバインダー電極の低生産コスト、高い柔軟性、および優れた電気化学的特性は、日常生活におけるウェアラブルギアの実装を促進するものと考えられる。したがって、メーカーはバインダーフリー電極の機会を利用し、収益源を拡大する必要があります。
バインダーレス電極の市場概要
リチウムイオン電池（LIB）は、電子機器、電気自動車、電力網などのエネルギー供給・貯蔵システムとして広く使用されています。しかし、LIBのエネルギー密度を向上させる必要性が高まっています。そのため、高エネルギー密度を有する新しい電極材料の開発が重要となっています。バインダーフリー電極は、リチウムイオン電池に関連するいくつかの問題を解決するための有望な電極である。第一に、活物質を導電性基板に直接固定することで、バインダーと活物質の界面の問題を解決することができる。第二に、活物質の大きな体積膨張を、バインダーレス電極の多孔性で対応することができる。第三に、導電性基板と活物質が密着することで、イオン・電子伝導性を高めることができる。その結果、バインダーフリー電極は優れた電気化学的性能を発揮する。
従来のバインダーを使用した電極は、環境に悪影響を及ぼす有害な溶剤を含んでいます。環境への配慮から、再生可能エネルギーや環境に優しい新しいエネルギー貯蔵システムの開発が大きく進められています。再生可能エネルギーは断続的であるため、電池は重要なエネルギー貯蔵システムとして位置づけられています。リチウムイオン電池は、高いエネルギー密度と出力密度、高いセル電圧、広い動作温度範囲、長いサイクル寿命により、大きな関心を集めています。LIBの高容量化、小型化の要求が高まる中、高比容量活物質の開発、不活性物質の低減が求められています。従来のバインダーに代わり、バインダーフリーの電極となる導電性基材を用いることで不活性物質を低減し、導電性基材の特殊な接着部位に活物質を固定することができます。活物質が導電性基板に強固に固定されることで、電子伝導性が大幅に向上します。そのため、エネルギー密度を大幅に向上させることができる。
折りたたみ式スマートフォンやスマートウォッチ、AR（拡張現実）用ガラスなど、インテリジェントなウェアラブル・フレキシブル電子機器の開発が加速する中、高容量のフレキシブル電池に対するニーズが高まっている。しかし、従来のリチウムイオン電池（LIB）は、柔軟性を維持したまま高い面容量を実現するには限界があります。
LIBの容量を決める無機活物質は脆いため、容量と柔軟性は基本的にトレードオフの関係にある。さらに、活物質を高充填すると電極が厚くなり、動特性の制限から電気化学的な性能が低下する。したがって、LIBのフレキシブル電気めっきに活物質を大量に担持させるためには、根本的に異なるアプローチが必要である。したがって、炭素系スケーラブルバインダーフリー電極は、軽量、安価、高い柔軟性、良好な電気伝導性を有することから、従来の金属系集電体の代替材料となり得るものである。
カリウムイオン電池（PIB）は、豊富なカリウム資源、低コスト、電解液の速いイオン伝導性、比較的高い動作電圧のため、大きな注目を集めています。しかし、PIB の研究はまだ初期段階にあり、特にフレキシブルでウェアラブルな PIB の研究が盛んになってきています。バインダーフリー電極は、PIB のための有望な電極構造として浮上しています。この電極は、絶縁性バインダーの使用を避け、様々な相乗的な機能性材料で設計することができ、前述のPIBの問題に対処し、柔軟性や耐摩耗性を付与することができるのです。したがって、バインダーフリー電極は、フレキシブルバッテリーの重要な構成要素となっています。
バインダーフリー電極の世界市場は、タイプ別に、カーボンフォーム、グラフェン、グラファイト、カーボンファイバー、ゲルマニウム、その他に分類されます。カーボンフォームセグメントは、2024年までに市場の41%の主要シェアを占めると予想されます。カーボンフォームベースの集電体は、従来の金属ベースの集電体の代替となる可能性がある。さらに、バインダーとして導電性ポリマーを使用しない自己支持型カーボンフォーム電極は、電気フェントンシステムにおける汚染物質の酸化の際に、従来の電極よりも優れた耐久性を提供します。
プロセスに基づいて、バインダーフリー電極の世界市場は、化学的プロセス、電気的プロセス、物理的プロセスに区分されます。化学プロセスセグメントは、2024年までに市場の47%のシェアを占めると予想されています。化学プロセスセグメントはさらに、熱処理、水熱処理、化学浴蒸着（CBD）、化学気相成長（CVD）、原子層蒸着（ALD）に細分化されます。バインダーフリー電極の作製には、活物質の固定化や自己支持性バックボーンの構築に熱処理を用いるのが一般的である。水熱法は、正極材料となる金属酸化物のリチウム化を実現する上で重要な役割を担っている。水熱法と比較して、化学浴析出法（CBD）合成法はスケールアップが容易で、特別な装置を使用せずに低温・常圧でナノ材料を成長させることが可能である。化学気相成長法（CVD）と原子層堆積法（ALD）は、触媒の助けを借りて、3次元構造の均一な膜やナノワイヤーを作ることができる。したがって、予測期間中は化学プロセスのセグメントが成長すると予想される。
金額ベースでは、2024年までにアジア太平洋地域がバインダーフリー電極の世界市場で73.2%のシェアを占めると予想されます。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、自動車や輸送、家電、エネルギー貯蔵システム、航空宇宙・防衛、工業など、さまざまな最終用途産業でのバインダーフリー電極の使用量が増加していることから、予測期間中にバインダーフリー電極に大きな機会を提供すると予想されます。北米は、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、カリウムイオン電池などのエネルギー貯蔵システムの需要が高いため、2024年までにバインダーフリー電極の世界市場で12.5%のシェアを占めると予想されます。
バインダーレス電極の世界市場は、少数の大規模ベンダーがシェアの大半を占める、統合された市場です。ほとんどの企業は、主に環境に優しい製品を開発するために、包括的な研究開発活動に多額の投資を行っています。製品ポートフォリオの拡充とM&Aは、主要企業が採用する重要な戦略です。バインダーフリー電極の世界的な主要メーカーには、Graphite India Limited、SGL Carbon、Tokai Carbon、HEG India、Nippon Carbon Japanが含まれます。
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、最近の動向などのパラメータに基づいて、バインダーフリー電極市場レポートにて紹介されています。
バインダーフリー電極の世界市場における主な展開
2020年2月20日、ACS Material LLCはグラフェンTEMグリッドを発表しました。グラフェンTEM支持膜は、微小なグリッド穴から粒子が滑り落ちるのを防ぎ、干渉のない高品質の透過型電子顕微鏡（TEM）イメージングを実現します。
2021年8月12日、化学気相成長装置の大手プロバイダーであるCVD装置株式会社は、米国の大手電気自動車電池材料メーカーから約1.7百万米ドルで生産システムを受注したことを発表した
2020年2月、XGサイエンスは、フォードとリンカーンの乗用車および小型トラックの全プラットフォーム向けに、グラフェン強化ポリウレタンエンジンカバーの生産を開始しました。フォード、イーグル工業、XGサイエンスのチームがフォード・リサーチ＆イノベーションセンターに招待され、ボンネット内の部品に使用する革新的なグラフェン開発について表彰を受ける。
【目次】
1. エグゼクティブサマリー
1.1. バインダーレス電極市場スナップショット
1.2. 現在の市場規模と今後の可能性
2. 市場概要
2.1. 市場の細分化
2.2. 市場動向
2.3. 市場ダイナミクス
2.3.1. ドライバ
2.3.2. 制約要因
2.3.3. 機会
2.4. ポーターのファイブフォース分析
2.5. 法規制の分析
2.6. バリューチェーン分析
2.6.1. バインダーフリー電極メーカー一覧
2.6.2. 潜在的な顧客リスト
3. COVID-19影響度分析
4. バインダーレス電極の世界市場分析・予測（タイプ別）、2025-2031年
4.1. 導入と定義
4.2. バインダーフリー電極の世界市場規模（トン）および金額（Mn$）予測、タイプ別、2025年～2031年
4.2.1. カーボンフォーム
4.2.2. グラフェン
4.2.3. グラファイト
4.2.4. カーボンファイバー
4.2.5. ゲルマニウム
4.2.6. その他
4.3. バインダーレス電極の世界市場魅力度、タイプ別
5. バインダーレス電極の世界市場分析・予測（プロセス別）、2025-2031年
5.1. 導入と定義
5.2. バインダーフリー電極の世界市場規模（トン）および金額（Mn$）予測、プロセス別、2025年～2031年
5.2.1. 化学
5.2.2. 物理的
5.2.3. 電気的
5.3. バインダーフリー電極の世界市場魅力度、プロセス別
6. バインダーフリー電極の世界市場分析・予測、用途別、2025-2031年
6.1. 導入と定義
6.2. バインダーフリー電極の世界市場規模（トン）および金額（Mn$）予測、用途別、2025年～2031年
6.2.1. リチウムイオン電池
6.2.2. ナトリウムイオン電池
6.2.3. カリウムイオン電池
6.2.4. その他
6.3. バインダーレス電極の世界市場の魅力（用途別
7. バインダーフリー電極の世界市場分析・予測、最終用途別、2025-2031年
7.1. 導入と定義
7.2. バインダーフリー電極の世界市場数量（トン）および金額（Mn$）予測、最終用途別、2025年～2031年
7.2.1. 自動車・輸送機器
7.2.2. エネルギー貯蔵
7.2.3. 産業用
7.2.4. 防衛
7.2.5. その他
7.3. バインダーレス電極の世界市場の魅力（エンドユーズ別
8. バインダーフリー電極の世界市場分析・予測、地域別、2025-2031年
8.1. 主な調査結果
8.2. バインダーフリー電極の世界市場数量（トン）および金額（Mn米ドル）予測、地域別、2025年～2031年
8.2.1. 北米
8.2.2. ヨーロッパ
8.2.3. アジア太平洋
8.2.4. 中南米
8.2.5. 中東・アフリカ
8.3. バインダーレス電極の世界市場魅力度（地域別
9. 北米のバインダーフリー電極市場の分析と予測、2025-2031年
9.1. 主な調査結果
9.2. 北米のバインダーフリー電極市場のタイプ別数量（トン）および金額（Mn米ドル）予測、2025-2031年
9.3. 北米のバインダーフリー電極市場数量（トン）および価値（US$ Mn）予測、プロセス別、2025年～2031年
9.4. 北米のバインダーフリー電極市場数量（トン）および金額（US$ Mn）予測：用途別、2025年～2031年
9.5. 北米のバインダーフリー電極市場数量（トン）および価値（US$ Mn）予測：最終用途別、2025-2031年
9.6. 北米のバインダーフリー電極市場数量（トン）および価値（US$ Mn）予測、国別、2025-2031年
9.6.1. 米国バインダーフリー電極市場数量（トン）および価値（US$ Mn）予測：タイプ別、2025-2031年
9.6.2. 米国のバインダーフリー電極市場数量（トン）および価値（US$ Mn）予測、プロセス別、2025年～2031年
9.6.3. 米国のバインダーフリー電極市場数量（トン）および価値（US$ Mn）予測、用途別、2025-2031年
9.6.4. 米国のバインダーフリー電極市場数量（トン）および価値（US$ Mn）予測：最終用途別、2025年～2031年
9.6.5. カナダのバインダーフリー電極市場数量（トン）および価値（US$ Mn）予測、タイプ別、2025年～2031年
9.6.6. カナダのバインダーフリー電極市場数量（トン）および価値（US$ Mn）予測、プロセス別、2025年～2031年
9.6.7. カナダのバインダーフリー電極市場数量（トン）および価値（US$ Mn）予測、用途別、2025-2031年
9.6.8. カナダのバインダーフリー電極市場数量（トン）および価値（US$ Mn）予測：最終用途別、2025年～2031年
9.7. 北米のバインダーフリー電極市場の魅力度分析
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