電極用固体電解質転写ラミネート機

全固体電池電極加工用両面固体電解質フィルム転写ラミネート機

製品概要および理想的な用途

TOB-GZYJ-250-20Tは、全固体電池電極の製造用に設計された両面固体電解質フィルム転写ラミネート機です。本機は、PETキャリア付き固体電解質フィルムの2ロールを、アノードまたはカソード電極シートの両面に同時に転写し、制御された熱と圧力による圧延を通じて電極・電解質複合構造を生成します。このアーキテクチャ（電極の両面を一度のパスでラミネートする）により、電極を裏返す必要やラミネート工程を2回繰り返す必要がなくなり、全固体電池電極製造におけるスループットと一貫性が向上します。

TOB-GZYJ-250-20Tは、3つの巻き出し／巻き取りステーション（電極巻き出し機構1つ、固体電解質巻き出し機構2つ（電極の各面用）、電極巻き取り機構1つ）で構成されています。取り扱い中に壊れやすい固体電解質膜を支えるPETキャリアフィルムは、電解質フィルムが電極表面に転写される際に分離されます。本機は、電極巻き出しユニット、固体電解質巻き出しユニット、ローラープレスラミネートユニット、張力制御システム、巻き出しおよび巻き取り用のウェブエッジガイド機構、電極巻き取りユニットを統合しています。制御された温度（最大130°C）と圧延圧力（最大20トン）の下で、電解質フィルムが電極表面に接着され、横方向および縦方向の両方で均一なラミネートと高品質な複合外観を実現します。

理想的な用途：

1. 固体電解質層をカソードまたはアノードシートに直接接着する複合電極を製造する全固体電池の研究開発およびパイロットライン。
2. PETキャリア付き固体電解質膜とその電極への転写プロセスを評価する研究グループ。
3. パウチ型または角型セル組み立て用の全固体電池電極ロールのパイロット規模生産。
4. ロール・ツー・ロール（roll-to-roll）固体電解質転写のプロセス開発。一貫したラミネート圧力、温度、張力が必要とされる用途。

特定の固体電解質膜および電極組成に最適な圧延温度と圧力を確認する必要がありますか？材料の詳細を添えて、当社の全固体電池プロセスエンジニアまでお問い合わせください。

全固体電池製造における転写ラミネート工程の位置付け

全固体リチウムイオン電池の製造において、最も重要な工程の一つは、固体電解質と電極の間に連続的で低抵抗な界面を形成することです。液体が界面のすべての空隙を満たす液体電解質セルとは異なり、全固体セルでは、電解質層が電極表面と密着し、均一に接触している必要があります。TOB-GZYJ-250-20Tは、制御された熱と圧力の下で固体電解質フィルムを電極の両面に直接転写することで、この要件に対応します。

一般的な全固体電極の製造手順は以下の通りです：

1. 電極シートの準備：カソードまたはアノードの活物質を、従来の塗工、乾燥、カレンダー加工を用いて集電体箔にコーティングします。
2. 電解質フィルムの準備：固体電解質（酸化物系、硫化物系、またはポリマー系）を薄い自己支持膜に成形します。通常、機械的サポートのためにPETキャリアフィルム上にキャストされます。
3. 転写ラミネート（TOB-GZYJ-250-20Tの役割）：PETキャリア付き電解質フィルムを、熱と圧力の下で電極表面に転写します。TOB-GZYJ-250-20Tは、2つの独立した電解質フィルム巻き出しステーションを使用し、一度のパスで電極の両面に対してこれを行います。
4. 複合電極の仕上げ：ラミネートされた電極・電解質複合体をトリミングし、PETキャリアを除去して、後続のセル組み立てのために電解質層を露出させます。
5. セル組み立て：複合電極を反対側の電極および残りのセル構成部品と組み合わせます。

TOB-GZYJ-250-20Tのロール・ツー・ロール特性により、連続的なパイロット規模の処理に特に適しています。サーボトルクモーターが一定の張力（0～30 N）を提供してタイトで均一な巻き取りを実現し、ウェブエッジガイドシステムが±0.5 mm以内のアライメントを維持します。これは、電解質フィルムを位置ずれなく電極表面に正確に転写するために不可欠です。

両面転写ラミネートシステムの動作原理

TOB-GZYJ-250-20Tは、3つの巻き出し／巻き取り経路と加熱ローラープレスユニットを調整し、一度のパスで両面の電解質転写を実現します：

1. 電極の巻き出し：コーティングされた電極ロールを3インチの空気圧膨張シャフトにセットし、制御された張力下で巻き出します。電極はウェブエッジガイド機構を通過し、横方向のアライメントを±0.5 mm以内に補正します。
2. 固体電解質の巻き出し：2ロールのPETキャリア付き固体電解質フィルムを、電極の上面用と下面用にそれぞれ別の巻き出しステーションにセットします。各フィルム経路には独自の張力制御とウェブエッジガイドが含まれており、電解質フィルムが両面で電極と確実に整列するようにします。
3. 加熱ローラープレスラミネート：電極と2枚の電解質フィルムがローラープレス部で合流します。ローラー（Ø150 mm × 幅250 mm）は上下のローラー加熱システムによって加熱され、温度は室温から130°Cまで調整可能で、デジタル表示されます。サーボ駆動の電動オイルポンプによって供給される圧延圧力は、最大20トンまで調整可能です。圧延ギャップはサーボモーター駆動のウェッジブロック調整機構によって設定され、ギャップ範囲は0～2 mm、精度は±3 μmです。ギャップはデジタルダイヤルゲージに表示されます。
4. 転写と複合体の形成：熱と圧力の複合効果により、固体電解質フィルムがPETキャリアから剥離され、電極表面に接着されます。PETキャリアは分離され、独自の巻き取り機構で巻き取られます。このプロセスは熱圧延操作であるため、ラミネートは横方向および縦方向の両方で均一な接着を実現し、高品質な複合外観が得られます。
5. 電極の巻き取り：完成した両面ラミネート電極は、一定の張力（0～30 N）の下で3インチの空気圧シャフトに巻き取られ、後工程に適したタイトで均一なロールが生成されます。

主な機械設計上の特徴（仕様）：

• 圧延機構には特許取得済みの油圧バランス圧延設計を採用しており、安定した圧力保持と、横方向および縦方向の両方での均一な圧延を実現します。
• サーボ駆動の電動オイルポンプが、安定した動作で精密な圧力制御を提供します。
• ウェッジブロック式のギャップ調整機構により、高い調整精度と便利な操作性を実現しています。
• 温度コントローラーはデジタル表示と調整可能な温度制御を提供し、制御精度は±2°Cです。
• 本機にはサーボトルクモーターを使用した張力制御機能が装備されており、タイトで整列された巻き取りのために一定の張力を確保します。
• 巻き出しおよび巻き取りステーションにはウェブエッジガイドが取り付けられており、補正アライメント精度は±0.5 mmです。

TOB-GZYJ-250-20Tの主なエンジニアリング上の利点

• ワンパス両面ラミネート- TOB-GZYJ-250-20Tは、2つの独立した電解質フィルムアンワインドステーションを使用し、固体電解質フィルムを電極の両面に同時に転写します。これにより、パス間で電極を裏返す必要がなくなり、取り扱い工程が半減し、両面の位置合わせの整合性が向上します。
• 高圧延力と精密な圧力制御（最大20トン）- 圧延圧力はサーボ駆動の電動オイルポンプによって供給され、最大20トンまで調整可能です。特許取得済みの油圧バランス圧延設計により、ローラー全幅にわたって安定した圧力保持が保証され、これは幅方向のラミネート厚を均一にするために不可欠です。
• デジタル温度制御付き加熱圧延（室温～130°C、±2°C）- 上下両方のローラーが加熱され、温度は室温から130°Cまで、±2°Cの制御精度で調整可能です。デジタルディスプレイにより、オペレーターは温度を正確に設定および監視でき、電解質フィルムが確実な転写に必要な軟化温度または接着温度に達することを保証します。
• 精密なギャップと圧延精度（±3 μm）- 0～2 mmで調整可能な圧延ギャップは、サーボモーター駆動のウェッジブロック機構によって設定され、デジタルダイヤルゲージに表示されます。±3 μmの圧延精度により、複合電極の厚みがロール全体で一定に保たれ、これは電解質と電極間の均一な界面接触を維持するために重要です。
• サーボトルクモーターによる定張力制御（0～30 N）- サーボトルクモーターが巻き出しおよび巻き取りプロセス全体を通じて定張力制御を提供し、薄い電極箔とPETキャリア電解質フィルムが伸びたりシワになったりすることなく処理されることを保証します。巻き取りはタイトで位置が揃っており、後続工程に適したロールが生成されます。
• ウェブエッジガイディング（±0.5 mmの位置合わせ）- 巻き出しおよび巻き取りステーションには、横方向の位置合わせを±0.5 mm以内に維持するウェブエッジガイディング機構が装備されています。この位置合わせ精度は、電解質フィルムが端のはみ出しや位置ずれなしに、電極表面に正確に転写されることを保証するために不可欠です。
• PLCおよびHMI制御 -本機はヒューマンマシンインターフェース（HMI）を備えたPLCによって制御され、温度、圧力、ギャップ、速度、張力といったすべてのプロセスパラメータを便利に設定および監視できます。0.2～4.7 m/minの圧延速度範囲は、慎重なプロセス開発と高速なパイロット生産の両方に柔軟に対応します。

技術仕様

機械の寸法と重量

推奨プロセスパラメータ

以下のパラメータは、一般的なPETキャリア固体電解質フィルムを電極にラミネートする際のTOB-GZYJ-250-20Tの開始値です。特定の電解質組成および電極設計に合わせて最適化してください。

技術FAQ

Q1: このプロセスにおけるPETキャリアフィルムの役割は何ですか？

固体電解質膜は機械的に脆く、特に薄いゲージの場合、自立膜として扱うのは困難です。電解質をPETキャリアフィルム上にキャストすることで、巻き出し、搬送、ラミネート中の機械的サポートが得られます。ホットロール工程中に、電解質はPETキャリアから剥離して電極表面に接着され、PETキャリアは個別に巻き取られます。TOB-GZYJ-250-20Tは、このキャリアベースのプロセスに対応するように設計されています。

Q2: TOB-GZYJ-250-20Tは、酸化物系、硫化物系、またはポリマー系の固体電解質をラミネートできますか？

本機の加熱ロールプロセスは、熱と圧力で軟化または接着する固体電解質フィルムに適しています。ポリマー系および多くの酸化物系電解質フィルムは、最大130 °Cの温度で転写可能です。湿気に敏感な硫化物系電解質の場合は、ドライルームまたは不活性雰囲気環境で操作する必要があり、プロセスパラメータ（温度と圧力）を特定の硫化物材料に合わせて最適化する必要があります。お客様の特定の電解質タイプについては、TOBまでお問い合わせください。

Q3: 両面ラミネートはどのようにして1回のパスで実現されますか？

電極の経路と2つの独立した電解質フィルムの経路が、ロールプレスニップで合流します。一方の電解質フィルムは電極の上から、もう一方は下から入ります。加熱ローラーが両方のフィルムをそれぞれの電極面に同時に接着し、2つのPETキャリアは分離されてそれぞれの巻き取り機構で巻き取られます。このシングルパス両面設計こそが、TOB-GZYJ-250-20Tの決定的な特徴です。

Q4: 油圧システムにはどのようなメンテナンスが必要ですか？

油圧システムには68#耐摩耗性作動油を使用します。油量と状態を毎月点検し、メンテナンススケジュールに従って（通常は年1回、または白濁や汚染が見られる場合はそれより早く）オイルを交換してください。サーボ駆動の電動オイルポンプと油圧バランス型圧延機構については、日常のメンテナンス時に漏れや圧力の均一な分布を確認してください。

Q5: 加工可能な最大ロール径はどれくらいですか？

最大巻き出し/巻き取りロール径は250 mmで、3インチの空気圧膨張シャフトを使用します。これにより、一般的なパイロットスケールの電極および電解質フィルムロールに対応できます。本機は、電極用に1つ、固体電解質フィルム（PETキャリア付き）用に2つ、完成した複合電極用に1つの、計4つの巻き出し/巻き取りステーションで構成されています。

両面固体電解質転写ラミネート工程を、貴社の全固体電池電極製造ラインに統合する準備はできていますか？電極幅、電解質フィルムの種類、目標スループットを明記の上、TOB-GZYJ-250-20Tの見積もりをご依頼ください。当社の全固体電池プロセスエンジニアが、技術提案と推奨される開始パラメータを提供いたします。

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