精密加工
次世代型二次電池の集電体孔加工における製造コスト削減、電池の高性能化を実現するレーザ量産加工機
新潟県
株式会社ワイヤード
2020年4月20日更新
プロジェクトの基本情報
| プロジェクト名 | 次世代型二次電池の集電体孔加工におけるインライン化を可能にするレーザ量産加工機の開発 |
|---|---|
| 基盤技術分野 | 精密加工 |
| 対象となる産業分野 | 電池 |
| 産業分野でのニーズ対応 | 高機能化（新たな機能の付与・追加）、高性能化（既存機能の性能向上）、高性能化（耐久性向上）、高性能化（小型化・軽量化）、高性能化（信頼性・安全性向上）、高効率化（同じ生産量に対するリソースの削減）、高効率化（工程短縮） |
| キーワード | ロールtoロール、穿孔加工、微細孔、試作、量産化 |
| 事業化状況 | 実用化間近 |
| 事業実施年度 | 平成26年度～平成28年度 |
プロジェクトの詳細
事業概要
リチウムイオンキャパシタ等の二次電池には、エッチング等による孔加工を施したロール状集電体が使用されているが、現状の孔加工法は電池生産工程内のインライン化ができず、最小孔径にも制限があるため、コストや電池の高性能化に課題がある。それらを解決するため、本事業では、次世代型二次電池集電体の孔加工におけるインライン化が可能なレーザ加工技術を開発するとともに、高性能な集電体を製造するための研究行う。集電体を製造するための研究行う。集電体を製造するための研究行う。集電体を製造するための研究行う。集電体を製造するための研究行う。集電体を製造するための研究行う。集電体を製造するための研究行う
開発した技術のポイント
次世代型二次電池に使われる、集電体の孔加工におけるインライン化が可能なレーザー加工技術を開発するとともに、高性能な集電体を製造するための研究開発を行う
(新技術)
高速広幅集電体レーザを使用した新技術
(新技術の特徴)
最小孔径φ10μm程度まで加工可能であり、単位面積当たりの集電体の製造コストを従来加工法の半分に抑える
具体的な成果
‐ロール送り速度10m/分
・レーザ加工実証実験において、ナノ秒レーザでの更なる効率加工条件の実証が進み、10倍の加工スピードを目指し改造を実施した
・バリ除去・撓み修正装置の実証実験を完了し、特許出願に至った
・現行品と同等(孔径φ5縲・0μm)のLIC性能試験用サンプルを作製し配布した
・LIC性能のLiイオンプレドープ試験において、開口率が低くてもプレドープ性が向上する傾向を確認できた
・LIB性能試験では、塗工電極への孔開け加工により、現行LIBの性能向上や、新電池の検討が進み始めた
研究開発成果の利用シーン
・レーザ多重露光ロールtoロール穿孔加工技術
・レーザ多重露光ロールtoロール穿孔加工装置
‐ロール幅270mm
‐ロール送り速度10m/分
・超音波レベラー
‐超音波キャビテーション処理加工ヘッド幅270mm
実用化・事業化の状況
事業化状況の詳細
新規試作案件の問合せが入る様になり、断続的ではあるが試作を実施するに至る事も出てきている。
提携可能な製品・サービス内容
設計・製作、加工・組立・処理、製品製造、試験・分析・評価、共同研究・共同開発、技術ライセンス
製品・サービスのPRポイント
高速加工に対応したレーザ、加工光学系の選定が可能である。
電池性能試験においては枚葉のバッチ加工で穿孔加工したサンプルを用いて性能確認し、ロールtoロール加工による量産化の検討まで一貫で可能である。・φ10～50μm、開口率10%
今後の実用化・事業化の見通し
・当初は銅及びアルミの集電箔への穿孔を目的としていたが、集電箔に電極材を塗工したロール電極への穿孔も可能であり、穿孔電極は電池性能を発揮する事がわかった
・高速加工の際に発生する撓みを修正する「超音波レベラー」を開発し、製法特許を出願するに至った
プロジェクトの実施体制
| 主たる研究等実施機関 | 株式会社ワイヤード |
|---|---|
| 事業管理機関 | 公益財団法人にいがた産業創造機構 |
| 研究等実施機関 | 板垣金属株式会社 独立行政法人国立高等専門学校機構長岡工業高等専門学校 新潟県工業技術総合研究所 学校法人神奈川大学 |
参考情報
主たる研究等実施機関 企業情報
| 企業名 | 株式会社ワイヤード（法人番号：3110001029768） |
|---|---|
| 事業内容 | レーザー加工技術を活用した各種開発、試作、量産、設備・光学設計、設備販売、ライセンス等 |
| 社員数 | 10 名 |
| 本社所在地 | 〒959-1152 新潟県三条市一ツ屋敷新田1628-1 |
| ホームページ | http://wired.jp.net/ |
| 連絡先窓口 | 取締役 杣直彦 |
| メールアドレス | n-soma@wired.jp.net |
| 電話番号 | 0256-45-2468 |
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