新エネルギー産業が「TWh時代」に向かっている中、蓄電池セルはかつてない技術進化を迎えています。500Ah超、600Ah超の蓄電セル量産化、標準化につれ、電池メーカーは1000Ah、さらにはそれ以上の超大容量セル開発に着手しています。蓄電池セル製造は「増量」から「品質と効率」により勝負を決めるようになっております。

長年培ってきた装置開発経験を活かして開発した電極製造ソリューションは、大容量セル製造における課題を解決することが可能です。業界で高効率、高精度な大型蓄電池セル生産モデルを構築しています。

課題に直面

超大容量時代における「限界に挑む」

リチウムイオン電池の「エネルギーキャリア」である電極は、その品質がセル容量、寿命、充電速度、安全性を左右します。過当な競争によるコスト圧力を受けている蓄電池市場において、前工程の電極製造は次の3つの大きな課題に直面しています。

良品率による「バタフライエフェクト」

電極製造工程における製品品質は、後工程の良品率や安定性に直結するので、蓄電池メーカーの収益を左右する重要な要素といえます。

物理的限界に挑む

500〜1000Ah超の大容量セルに対応するため、電極は「超長尺、超広幅化」が求められます。これにより、搬送安定性や張力制御、塗布均一性などの設備に対する要求が急激に厳しくなっています。

巨大なエネルギー消費

塗布工程におけるエネルギ消費は電池製造全体の40％以上を占めています。いかに低エネルギー消費で電極を乾燥するかというのは、電池メーカーが収益を高めるための重要な鍵となっています。

突破口を開き

イノベーションによって電極製造精度を向上

大型蓄電池セルが電極製造工程の制約を受けている背景に、LEADはその主要課題に対し、大型蓄電池向けの塗布及びプレスソリューションを発表しています。そのソリューションには、全工程に対する知能制御技術が導入されていることで、電極の精度を限界まで向上させ、良品率及び性能一貫性を確保します。

クローズドループ制御による塗布

「不均一」を根本から抑制

風速や風圧、ドライヤー濃度、電極をリアルタイムで監視した上で、アルゴリズムによって制御を最適化させます。それにより、搬送安定性及び乾燥均一性を大幅に向上させ、面密度の均一性COVを0.2％まで抑制し、塗布不均一リスクを根本から低減します。

ゾーン別の乾燥制御を実施

「表面だけ乾燥」課題を解決

ゾーン別の温度制御技術を採用することで、厚電極の乾燥ニーズに的確に応えるようにします。それにより、大型蓄電池電極で発生しやすい「表面だけ乾燥」や残留溶剤による膨張、性能劣化といった課題を改善し、塗布の均一性を確保し、電極の品質を安定させます。

クローズドループ制御によるプレス・スリット加工

120m/min高速でも高精度維持

クローズドループ制御技術を採用することで、120m/minの高速生産においても電極厚み精度±1μm、スリット加工精度±0.2mmを達成することが可能です。寸法の大きい電極特有のシワ、波打ち、寸法バラツキなどを抑制し、後工程のセル製造安定化に貢献します。

コストダウンできる革新技術

乾燥品質向上と省エネ化を同時に実現

従来の乾燥方式が抱えた高エネルギー消費や電極乾燥不均一といった課題に対し、LEADはドライヤーへの改善を行っており、塗布層をムラなく加熱することで、厚電極の乾燥品質を大幅に向上させるようにしています。また、エネルギー消費低減及び設置面積減少による工場スペースの倍的活用を達成し、「品質向上・生産性向上・脱炭素化」の三重効果を果たしています。

多層放射加熱構造により

熱分布の「デッドゾーン」を解消

異なる工程、さらには同一工程内の異なる箇所に対し、複数の熱源を利用して加熱します。熱分布のデッドゾーンを無くして電極の各箇所を均一的に加熱し、乾燥ムラのリスクを根本から回避します。

複数の熱源により温度を補償

電極エッジ亀裂を防止

幅広い電極の加工特性に合わせ、ゾーン別に複数熱源による温度補償を実施します。電極エッジに発生しやすい乾燥不足を解消し、反りや変形、塗布層内部での微小な亀裂を抑制し、電極構造の安定性を確保します。

AIアルゴリズムによる制御

乾燥速度20％向上、エネルギー消費30％削減

乾燥時のサーモグラフィーデータをリアルタイムで取得した上で、AIアルゴリズムにより乾燥完了タイミングを予測し、さらに過去の工程データを活用して放射加熱条件を最適化します。遠赤外防爆技術を導入することで、乾燥速度を20％向上、エネルギー消費を30％低減することが可能です。

実績が示す競争力

600GWh超の受注を支える“フルスタック技術力”

世界をリードする新エネルギー製造ソリューションプロバイダーであるLEADは、長年にわたり蓄電池分野に注力してきています。全工程に対する自社開発及び工程最適化において優位性を持っているため、1000Ah超の大型蓄電池生産ライン向けソリューションをワンストップで提供することができます。また、セル製造から、モジュールパック組立、コンテナ型蓄電池組立、スマート工場構築までの各工程をシームレスに繋げ、効率的に導入することが可能です。

現在までに、LEADは累計600GWh超の蓄電池設備オーダーを受注しています。そのうち、大型蓄電池前工程向けの幅広い電極に対する両面高速塗布機は220ライン超、幅広い電極に対するロールプレス・スリット加工一体機は300ライン超を出荷しており、コア技術力及び市場シェアは業界トップクラスを維持しています。

今後もLEADは、超大容量蓄電池分野への取り組みをさらに強化し、高生産性・低エネルギー消費・高均一性・高度知能化を実現する次世代ソリューションを継続的に投入していきます。製造コスト削減、製品競争力向上、生産能力最適化を全面的に支援し、業界パートナーと手を携え、大型蓄電池市場の成長を推進し、脱炭素化のエネルギー社会の実現に貢献していきます。