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精密加工

活物質の造粒形状を壊さず、電極材料の分散状態を均一に保ったまま電極材料の塗布が可能なポンプを開発

兵庫県

ヘイシンテクノベルク株式会社

2022年1月25日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 セラミックス製高精度ステーターを用いた次世代二次電池電極塗工用ポンプの開発
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(精度向上)
キーワード 精密塗工、電極材料、セラミックス、定量移送
事業化状況 実用化間近
事業実施年度 平成30年度~令和2年度

プロジェクトの詳細

事業概要

本研究開発では、一軸偏心式ポンプにおけるステーターとローターをファインセラミックス製の高精度なものとし、ローターの表面に加飾を設けて動圧による流体潤滑機能を持たせることで、ポンプ内部の耐薬品性、耐摩耗性が優れるとともに、ポンプの内部がなめらかで、精度よいすき間を持たせることができるステーターとローターを開発し、次世代の二次電池電極塗工用ポンプを商品化する。
本研究開発の結果、二次電池の電極塗工工程において、活物質の造粒状態を崩さず、電極材料の分散状態を均一なものとすることを目標とする。

リチウムイオン二次電池電極材塗工用ポンプの事例
リチウムイオン二次電池電極材塗工用途例(1)
リチウムイオン二次電池電極材塗工用途例(2)
リチウムイオン二次電池電極材塗工用途例(3)
開発した技術のポイント

アルミナセラミックス製ステーターの内面高精度形状創成技術および、セラミックス製高精度ローターの表面加飾による流体制御技術を開発し、次世代の二次電池電極塗工用ポンプを試作した。また電極材料の塗工試験を行い、評価を実施した結果、製品化のための基礎技術を確立した。

具体的な成果

■セラミックス製ステーター内面高精度形状創生技術
-セラミックスステーターのネットシェイプ技術の開発
-分割式ステーターの精密加工技術の開発
-ステーター内面高精度形状測定技術の開発

■ローターの内面加飾による流体制御技術
-加飾パターンの設計技術の開発
-ローター表面への加飾加工技術の開発

■塗工用ポンプの施策と電極材料の塗工試験
-開発したローター、ステーターによる塗工用ポンプの試作
-電極材料の塗工試験、電極材料の評価を実施し、製品化のための基礎技術を確立

知財出願や広報活動等の状況

・精密工学会 2019年度関西地方定期学術講演会講演論文集(2019年6月)に下記の論文を発表。
論文表題:短パルスレーザを用いたファインセラミックス部品の表面テクスチャリング -デフォーカスによ る微細デ
ィンプル形状制御-
・日本機械学会 第13回生産加工・工作機械部門講演会講演論文集(2019年10月)に下記の論文を発表。
論文表題:短パルスレーザを用いたファインセラミックス部品の表面テクスチャリング - 微細ディンプル形成に関する
基礎的検討 -

研究開発成果の利用シーン

リチウムイオン電池の電極塗工工程において、電極材料の分散状態や厚みを均一にした状態で塗布するのに利用される。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

本研究で得た製品化のための基礎技術をもとに、原価低減や加工時間短縮、ポンプ耐久性の検証などを行ったのち、二次電池の市場で拡販を行う予定。

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、製品製造

製品・サービスのPRポイント

ファインセラミックス製で内部がなめらかな構造のローター、ステーターにより活物質の造粒状態を崩さず、電極材料の分散状態を均一に保つことができ、リチウムイオン電池の電池性能を高めることができる。また、酸、アルカリへの耐性が高く、さまざまな電極材料に適用できる。

今後の実用化・事業化の見通し

現在日本が主導している二次電池の技術開発において、全固体電池が挙げられる。自動車用全固体電池の製造工程は、リチウムイオン電池と同様の工程となるため、本研究開発の成果を有効に活用でき、事業化につながると想定している。

実用化・事業化にあたっての課題

製品化に向けて、原価低減のためのネットシェイプの精度向上や、加工時間短縮のための加工条件の改善、ポンプの耐久性の検証などが課題として残っている。

事業化に向けた提携や連携の希望

社内の試験を完了した後に、販売への準備としてフィールド試験を実施したい。より実際の生産設備に近い状況において信頼性、耐久性の検証、取扱いの容易さの改善などを行いたいと考えている。電極塗工に関連する装置メーカーのラボなど、日常的に電極材料の移送を行っているメーカーや研究機関との連携により、製品の完成度を高めたい。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 ヘイシンテクノベルク株式会社
兵神装備株式会社
事業管理機関 公益財団法人滋賀県産業支援プラザ
研究等実施機関 滋賀県工業技術総合センター
学校法人龍谷大学
アドバイザー 国立大学法人京都大学
中川加工技術研究所
国立研究開発法人産業技術総合研究所
馬場技術士事務所

サポイン事業者 企業情報

企業名 ヘイシンテクノベルク株式会社(法人番号:2140001013992)
事業内容 ヘイシン モーノポンプの主要部品(ローター・ステーター)の製造・開発
社員数 38 名
生産拠点 製造・開発拠点(滋賀県長浜市)
本社所在地 〒652-0852 兵庫県神戸市兵庫区御崎本町1-1-54
ホームページ http://www.mohno-pump.co.jp/
連絡先窓口 取締役専務執行役員 博士(工学)槇山正
メールアドレス tadashi_makiyama@mohno-pump.co.jp
電話番号 0749-85-5538