研究開発された技術紹介

リチウムイオン電池に内蔵されているリチウムイオン電池セパレータフィルムの製造工程では、更なる生産性の向上及び低コスト化を目的として、川下製造業者からは従来技術よりも摩擦係数を低減し且つ優れた表面平滑性を有する新たな表面改質技術が求められている。本件は、この川下製造業者のニーズに適合した従来技術にはない革新的な溶射皮膜を研究開発し、川下製造業者のニーズに応えるものである

リチウムイオン電池セパレータフィルムの製造工程における新たな表面改質技術の開発

(新技術)
新たな溶射皮膜技術で、低摩擦係数低減に必要な溶射材料粒子を溶射ガンへ安定して供給し、川下製造業者が求める表面改質技術の開発を行いました。

・低摩擦係数溶射材料の開発
‐粉末材料の製法には、造粒焼結法を選定した
‐粒子径による流動性への影響は見られなかった

・溶射施工条件の検討で4種類の溶射材料を試作し皮膜特性を確認
‐粒子径は、材料供給量や溶射距離を変えても成膜効率に大きな差はなかったが、断面気孔率については小さい径の方が低い傾向を示した
‐粒子径は小さい方が、成膜効率が向上する傾向が見られたが、逆に材料供給量を増加すると脈動が発生しやすかった

・円筒研削加工条件の検討
‐テストロール(φ150×795W×1130L)を用いて、ダイヤモンド砥石の選定、研削手順、ワーク回転数・砥石回転数・圧力・トラバース速度の最適化を図った

・セパレータフィルム製造の塗工工程に、開発したメタリングロールを組み込み、従来比の3倍の送り速度で連続稼働させた結果、フィルムでの「スリップ」や「シワ寄り」等の不具合が発生しなかった

・低摩擦係数を有する表面改質技術の開発
‐低摩擦係数溶射材料の使用
‐材料に適した溶射施行条件の最適化
・ロールの円筒研削加工技術
‐表面粗さ、ロール表面の円筒度、同心度の確保のための円筒研削加工条件を最適化

リチウムイオン電池に内蔵されているリチウムイオン電池セパレータフィルムの製造分野への適用においては、現在、実用化に成功し、事業化に向けて取り組んでおります。一方で派生技術につきましては、半導体関連分野において事業化に成功しております。

・リチウムイオン電池セパレータフィルム製造装置の生産性向上
‐メタリングロールを従来比3倍の送り速度で連続稼働できる
‐リチウムイオン電池セパレータフィルムに「スリップ」、「シワ寄り」が生じない

・低摩擦係数溶射皮膜のサンプルを作成し、各分野の川下製造業者に、皮膜を採用した場合の費用対効果を理解してもらうことにより、既存技術から本件の新技術への適用を進めています。
・国際二次電池展、機械要素技術展、及び表面技術要素展等に出展し、また国際溶射会議(ITSC)や日本溶射学会が主催する講演大会等で新技術の情報を発信した販売促進活動を予定しています。