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固体電池製造用温間等方圧プレス

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固体電池製造用温間等方圧プレス

TOB-WIP-7-20-600温間等方圧プレス機は、高温高圧下で材料をプレスし、材料の密度と性能を向上させる高温装置です。温間等方圧プレス（WIP）は、高性能固体電池の製造において重要な製造工程です。その主な機能は、固体電池（SSB）に固有の固体間界面の劣化という根本的な課題に対処し、電極および電解質部品の密度と接触完全性を大幅に向上させることです。

ブランド:
TOB NEW ENERGY
商品番号。:
TOB-WIP-7-20-600
注文（moq）:
1set
お支払い:
L/C,T/T
製品の起源:
China
出荷港:
XIAMEN

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製品の詳細

固体電池製造用温間等方圧プレス

仕様

技術原理：

これは、流体が同じ方向に同じ力を伝達するという原理を利用した装置です。

内部流体により発生する圧力により、あらゆる面に均一な力が加わり、材料加工における圧縮成形や積層成形、電解質層の高密度化などに活用されます。

等方圧成形法を用いた固体電池の製造工程は、乾燥室環境での材料準備、コーティング、切断、スリット加工、積層、袋詰めという手順です。電池を水密に密封した後、等方圧成形によって緻密化し、圧力媒体を乾燥させ、成形を行います。

固体電池の製造に静水圧プレスを導入すると、電極の密度、厚さ、多孔度などの重要なパラメータを正確に制御でき、固体電池の電極と電解質材料を密接に結合させ、界面の接触を最適化し、内部抵抗を減らし、固体電池のイオン伝導性や機械的強度を向上させるなど、固体電池の製造プロセスを短縮して製造コストを削減できます。

温間等方圧プレス（Warm Isostatic Pressing、WIP）は、高温と均一な圧力を組み合わせた先進的な成形設備です。その動作原理は、密閉されたキャビティ内に不活性ガス（アルゴンなど）を介して等方性圧力（通常数百MPa）を加え、高温（300～400℃）下で材料をホットプレスすることです。この技術はもともとセラミックスや超硬合金の分野で広く利用されていましたが、近年ではリチウム電池の製造、特に硫化物固体電解質膜（SE膜）の包装に導入されています。

Warm Isostatic Press

利点：

1. 600MPA温間静水圧プレス装置は、寸法公差を+-0.5%以内に制御できます。AI駆動の圧力補正アルゴリズムと組み合わせることで、電池電極の圧縮密度偏差を+-0.02g/cm3以内に制御できます。

2. バッテリー性能の向上

密度の向上：WIPは高温高圧下で固体電池の電極と電解質材料をミクロレベルでより強固に結合させます。この密度の向上により、電池内部の空隙や欠陥が減少し、イオン伝導性と機械的強度が向上します。

実験的検証により、WIP プロセスによりニッケルを豊富に含む三元系正極 (NCM 70%) の容量利用率が 10% 向上することが示され、固体電池に高ニッケルシステムを応用する道が開かれました。

3. 界面接触の最適化：固体電池において、電解質と電極の界面接触は電池性能に影響を与える重要な要素の一つです。WIPは、高温高圧処理によって電解質と電極の界面接触を最適化し、界面インピーダンスを低減することで、電池のエネルギー密度と出力密度を向上させます。

Warm Isostatic Press

4. 生産プロセスの簡素化

製造工程の削減：従来の固体電池の製造プロセスでは、電池部品間の良好な接触と密閉性を確保するために複数の工程が必要でした。WIPは、高温高圧処理をワンステップで行うことで、製造工程を大幅に削減し、生産効率を向上させます。

5. 生産コストの削減：WIPの採用により、追加のシーリング工程の必要性が低減し、生産工程における材料費と人件費を削減できます。さらに、WIPはより高性能な電池を製造できるため、電池のエネルギー密度を高め、寿命を延ばすことで、全体的なコストを削減できます。文献で提案されている「ウェットスラリー＋インサイチュー硫化」プロセスとWIPパッケージングを組み合わせることで、複雑な真空コーティング装置が不要になり、量産コストを60%以上削減できるため、ソフトパック電池の大規模製造への実現可能な道筋を提供します。

6. 生産効率と歩留まりの向上

自動化生産：WIPを自動化生産ラインと組み合わせることで、固体電池の連続生産と効率的な生産を実現できます。この自動化生産方法は、生産効率を大幅に向上させ、人的要因による製造ミスを削減します。

歩留まりの向上：WIP処理により、電池部品間の良好な接触と密閉性が確保され、接触不良や密閉不良による電池故障のリスクが低減します。これにより、全固体電池の歩留まりが向上し、生産コストの削減につながります。

1. 圧力容器
材料	合金鋼
設計条件	650MPa@150℃
最大動作条件	600MPa@85℃
内部寸法	内径70mm × 内径200mm（容量約0.77L）
閉鎖タイプ	片端クイックオープンピン留め
2. 暖房
材料	シリコン
電気ヒーター
量	1セット
タイプ	シリコンバンドヒーター
電気	380VAC、3相
力	3.5kW
3. 加圧ポンプ
量	1セット
タイプ	単動式、シングルエアヘッド、エア駆動型
圧力比	1400:1
最大吐出圧力	980Mpa @0.7Mpaの駆動空気
4.圧力容器蓋開閉装置
昇降駆動装置	エアシリンダー
移動方向	垂直上下
昇降エアシリンダー
量	2個
内径	20mm
脳卒中	500mm
安全ロックシリンダー
量	1個
位置	トップバスケットの高さに応じて
内径	20mm
脳卒中	300mm
5. カバーピン移動装置
移動方向	水平
エアシリンダー
量	2個
内径	20mm
脳卒中	500mm
6. 油圧部品用VET（バルブ、継手、チューブ）
加圧ポンプと圧力容器間の圧力定格
圧力容器とAOV（空気作動弁）およびニードル弁間の圧力定格
詳細な仕様と数量については、P&IDと部品リストを参照してください。
7. メインコントロールパネル
コントロールベース	PLCベース
ヒューマンマシンインターフェース	タッチパネル
圧力制御	プログラム可能
温度制御
-ヒーター制御	PID制御オン/オフ制御
最大プログラム可能な圧力パターン	20パターン
各パターンごとにステップを設定する	20ステップ
8. 重量
空の	約0.5トン
満杯（水を含む）	約0.6トン
9. 全体寸法	幅950×奥行1780×高さ1680