自動車産業における電動化の進展に伴い、電池技術の性能向上と持続可能性の確保がますます重要な課題となっている。特に電池の劣化状態を示す指針であるSOH（State of Health）を高精度で診断・予測する技術は電池開発の効率化や航続距離延長、電池延命化だけではなく、リセールバリュー向上やリサイクル効率化等、電池ライフサイクル全体において重要な役割を果たすものである。

日産自動車株式会社では、電池内部の劣化現象理解からのシミュレーション技術や機械学習技術を用いた電池のSOH 診断・予測技術の開発を取り組んでおり、本講演では、日産自動車の技術開発取組みの概要と、SOH 診断・予測技術開発の基盤的な技術開発の取組み内容と、それを通じて今後の展望について報告する。

オリビン型リン酸鉄リチウム正極リチウムイオン電池（LFP 系 LIB）は低コスト・長寿命電池としてシェアを急速に拡大している。しかしながら、LFP 系 LIB の運用においては正極電位が平坦であることに起因して、組電池におけるセルバランシング・SOC 推定の難しさに加え、セルの SOC の一部分にて繰返し充放電が行われた際（部分 SOC サイクル）に劣化が加速し、累積放電容量ベースでの寿命が大幅に短縮されるという特有の課題もある。この部分 SOC サイクルによる劣化加速は、LFP 系 LIBの残存寿命やリパーパスに大きく影響すると考えられる。そこで本講演では、LFP 系 LIB の部分 SOCサイクル時の劣化メカニズムを解明するため、様々な SOC 範囲でサイクル劣化させたセルのサイクル過程の充電曲線解析（CCA）及び劣化後セルの分解分析を実施し、推論された劣化メカニズムに基づき部分 SOC サイクル時の劣化を抑制する運用手法を検討した結果を紹介する。

近年、リチウムイオン電池をはじめとする二次電池は、BEV（Battery Electric Vehicle）、航空機、人工衛星などの輸送機への搭載が進んでおり、製品寿命推定や予防保全の観点から、電池劣化（寿命）の正確な予測技術の確立が重要な課題となっている。リチウムイオン電池の劣化挙動は、主に活物質表面のSEI（Solid Electrolyte Interface）皮膜成長に伴う容量減少や抵抗増加、活物質材料の構造転移や溶出に起因する抵抗増加、電解液劣化、リチウム金属の析出、接触抵抗の増加などが知られており、これらの時間変化を如何に予測するかが精度向上の鍵となる。本講演では、広く使われている経験則や物理方程式、機械学習などさまざまな予測アプローチについて、技術の概要、計算事例や適用範囲などを紹介する。また、LLMs（Large Language Models）をはじめとする生成AI を用いた方法についても、今後の展望を含めて議論する。

電気化学インピーダンス法は、非破壊解析であり、電気化学的な反応をサンプル個体の経時変化を追跡可能かつ、各反応の周波数特性から素過程に分離可能であるなど、in situ 解析において有利な手法である。そのため，その特長を活かして蓄電池の状態解析や劣化解析に応用されている．市販リチウムイオン電池(LIB)に適用する際の問題点としては、電解液抵抗、集電体の電子抵抗、正極・負極の界面反応、溶液内のイオン拡散など数多くの反応過程があり、これらの周波数応答は重畳され解析が複雑化するため、解析が容易ではない。また、蓄電池の大容量化に伴う内部抵抗が小さくなり、ポテンショスタットでの測定は容易ではない。本講演では、LIB のインピーダンス測定によるLIB の内部情報を正確に把握する解析や、大容量セルへの対応方法などについて、詳細に解説する｡

蓄電池は自動車の電動化や再エネの主力電源化の重要技術であり、その中で全固体LIB は次世代の本命技術として注目されている。現在、LIBTEC ではNEDO「次世代全固体蓄電池材料の評価・基盤技術開発（略称：SOLiD-Next）」の委託を受け、硫化物系全固体LIB の材料評価のための共通基盤技術開発を進めている。これには国内34 社＋16 研究機関＋LIBTEC の計51 機関が参加し、オールジャパン体制で進めている。今回、その取組み内容と進捗について紹介する。特に、蓄電池の資源循環を考慮した場合、蓄電池の長寿命化がリユース・リパーパスには有効であるため、硫化物系全固体LIB の劣化メカニズムとその対策について掘り下げて概説する。

ナトリウムイオン電池は、資源が豊富で安価なナトリウムを利用するためコストパフォーマンスに優れるとされ、リチウムイオン電池に代わる電気自動車用・大規模エネルギー蓄蔵用の二次電池としての期待が集まっている。現在、既にナトリウムイオン電池は、国内外での市場流通が開始されているが、その量産品の劣化挙動についての報告例は少なく、実際のセルにおける分析･解析を用いた調査が必要と考えられる。

我々は、正極活物質に層状酸化物（NaFe_1/3Ni_1/3Mn_1/3O₂）が使用された市販18650 型ナトリウムイオン電池を入手、そのサイクル試験を行った。サイクル試験前後のセルを解体し、各種分析を実施した。本講演では主に正極を対象として、走査電子顕微鏡（SEM）、透過電子顕微鏡（TEM）、X 線光電子分光法（XPS）、X 線吸収（XAFS）など、種々の機器分析を用いて解析し、サイクルに伴う劣化機構を考察した事例を紹介する。

本講演では，EV およびリチウムイオン電池（LiB）市場の現状，リサイクル市場の未来像を概観した上で，車載用LiB の2 次利用（リユース／リパーパス）やリサイクルの現状と課題を技術と経営の両方の視点で整理し，解説する。LiB のリサイクルに関しては，湿式精錬やダイレクトリサイクルなど狭義のリサイクル技術に著しい進展が見られるものの，回収・解体過程については技術ならびに経営（コスト，運営，制度）上の問題が残されている。2 次利用に関しては，劣化診断技術のさらなる進展が鍵となるほか，用途開発を強化する必要性がある。日本国内の2 次利用およびリサイクルの現状に触れるだけでなく，海外とくに中国での先進的な取り組みを参考例として示す。

豊田中央研究所では車載用二次電池の持続可能な資源循環、安心・安全な電池管理、使用済み電池の再利用を促進することで、電池を社会で循環させ、その価値を最大限に引き出すための研究プロジェクトを推進している。本セミナーではその中からLi 析出非破壊検知技術（MaMoRiS®）、電池容量回復技術（iCure®）、電池不活性化技術（iSleep®）、超音波剥離技術を紹介する。また、リチウムイオン電池のライフサイクル全体を通じて環境に放出される二酸化炭素（CO2）を、定量的に評価する電池LCA についても併せて紹介する。

JERA は「世界のエネルギー問題に最先端のソリューションを提供する」ことをミッションとして掲げ、脱炭素社会・循環型社会の実現に資する技術開発に取り組んでいる。その中で今回は、スイープ技術を活用した車載用電池の「リユース」、非焙焼方式で電池材料を回収、再生する「リサイクル」、そしてサーキュラーエコノミー実現に向けた今後の取り組みについて紹介する。

電動車をはじめとするリチウムイオン電池（LIBs）の事業環境は、欧州電池規則提案時から大きく変わり不透明な状況にある。しかし、LIBs からの資源回収・循環利用は、サーキュラーエコノミー構築の観点からも、LIBs サプライチェーン全体の重要課題である。LIBs リサイクラーには、LIBs に使用されているコバルトやニッケル、リチウムなど重要原材料の回収とともに、LIBs 特有の発火や感電、特定化学物質などへのリスクマネジメントが求められる。弊社では、大型の廃棄物処理施設を用いた使用済LIBs の熱処理による失活および破砕選別によるブラックマスなどの資源回収を行っているが、実務上の課題も多い。

本講演では、弊社のLIBs リサイクルへの取り組みとともに、LIBs to LIBs をサプライチェーン全体で実現するための技術的課題について紹介したい。

住友金属鉱山(株)の事業及び蓄電池リサイクルについて紹介する。当社は1590 年に蘇我利右衛門が開業した銅製錬・銅細工の事業がルーツ。乾式製錬法による粗銅から銀の分離技術開発に成功し、その後、別子銅山開発(1691-1973 年)と製錬事業で発展。1939 年から電気Ni の生産を開始し、2005 年にはHPAL 法¹⁾の湿式精錬法で世界初の商業ベースでの量産化に成功。国内外の鉱山開発と非鉄製錬事業、車載用蓄電池向け正極活物質等を生産。蓄電池リサイクルは1998 年から開発を開始し、2017 年から既存事業活用でLIB²⁾中のCu・Ni の水平リサイクルを日本初で実現。2019 年からBM³⁾等を原料にパイロットプラントでの実証試験を開始し、「大部分の不純物が除去可能な乾式製錬と湿式精錬による高純度化の組み合わせによる正極活物質用リサイクルNi・Co」と「関東電化工業(株)とのリサイクルLi の共同開発」にて実証済。本技術確立により2023 年度末に1 万㌧/年プラントの投資を決定し、2026 年度中の操業開始を目指し、現在建設工事中。【略称説明:1)高圧硫酸浸出、2)リチウムイオン2 次電池、3)ブラックマス】

自動車の電動化の拡大に伴いリチウムイオン二次電池の需要が増加し、電池構成材料の中でも特に有価金属資源を含有する正極材のリサイクルの重要性が高まっている。使用済み電池部材から正極材を回収し、直接再生する方法としてダイレクトリサイクルを提案した。ダイレクトリサイクルでは、他の正極材リサイクルよりもプロセスを短縮することにより、リサイクルにかかるコスト、エネルギー、CO₂排出の大幅な削減を目指す。提案したダイレクトリサイクルのコンセプトとその検証について報告する。さらに遷移金属比率や粒子形状を制御するアップサイクルの技術開発にも触れる。

本リサイクル法は、株式会社JERA および住友化学株式会社による「リチウムイオン電池の低環境負荷型リサイクルプロセスの開発」として、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術開発機構のグリーンイノベーション基金にて助成事業として採択（JPNP21026）され、開発と社会実装を推進している。