2026年のリチウム電池製造動向：設備アップグレードロードマップ

世界のリチウム電池業界が2026年を迎える中、どの技術が大規模に成功するかは、実験室レベルの電気化学的ブレークスルーだけでなく、製造能力によって決まることがますます明らかになっています。過去10年間、リチウムイオン電池の性能向上は主に材料イノベーション、すなわちニッケル含有量の高い正極、シリコンドープ負極、改良された電解質、最適化された添加剤によって推進されてきました。しかし、エネルギー密度の向上が鈍化し始め、安全性、コスト、持続可能性への圧力が高まるにつれて、業界の重心は変化しつつあります。

23年以上の経験を持つ製造エンジニア兼システムインテグレーターとしての私の視点から見ると、次の競争段階は、装置アーキテクチャ、プロセス安定性、そして工場レベルの拡張性によって決まるでしょう。乾式電極プロセスや全固体電池といった技術は、しばしば材料科学の観点から議論されますが、真の障壁は製造可能性にあります。生産設備とプロセス制御の適切なアップグレードがなければ、これらの技術はパイロット規模の実証段階から先に進めません。

本稿では、2026年のリチウム電池製造技術のトレンドを、設備およびプロセスエンジニアリングの観点から分析します。乾式電極と全固体電池技術が生産ラインの要件をどのように変革しているかに焦点を当て、次世代工場を計画しているメーカー向けに実用的な設備アップグレードロードマップを提供します。

設備のアップグレードが今や重大なボトルネックとなっている理由

従来のリチウムイオン電池製造において、業界は材料、プロセスパラメータ、そして装置の信頼性の間で比較的成熟したバランスを実現しています。従来の湿式プロセスによる電極製造、液体電解質の充填、そして形成プロトコルは十分に理解されており、歩留まりの最適化は確立された手法に従っています。

しかし、新しいバッテリー技術は、次の 3 つの根本的な方法でこのバランスを崩しています。

1. プロセス ウィンドウが狭くなる – 新しい材料と構造では、変動に対する許容度が低くなります。

2. 従来の機器が物理的限界に達する – スラリーベースのコーティングや液体電解質用に設計された機械は簡単には適応できません。

3. スケールアップのリスクは飛躍的に増大します。実験室での成功がそのまま大量生産につながるわけではありません。

その結果、機器設計はもはや下流工程の検討事項ではなく、特に乾式電極や固体電池システムにおいては、電池技術そのものと共同開発される必要があります。

乾式電極技術：電極製造装置の再定義

1. スラリーコーティングから固体フィルム形成まで

乾式電極技術は、溶媒とスラリーの混合を不要とし、粉末ベースの圧縮、解繊、そしてフィルム形成プロセスに置き換えます。このアプローチは、エネルギー消費量の削減、環境への影響の低減、生産サイクルの短縮といった明確な利点をもたらす一方で、設備要件を根本的に変化させます。

従来のコーティングラインは、以下のものに依存しています。 - スラリー混合システム - スロットダイまたはコンマコーター - 長時間乾燥オーブン - 溶剤回収ユニット

対照的に、乾式電極ラインには以下が必要です。 - 高精度の粉末供給システム - 制御されたフィブリル化またはバインダー活性化機構 - 高圧カレンダーおよびフィルム緻密化装置 - インラインの厚さと密度の監視

2. 新しい機器の課題

エンジニアリングの観点から見ると、乾式電極処理にはいくつかの重要な課題が生じます。

• 粉体の均一性制御: 液体とは異なり、粉体は分離、凝集、流動の不安定性を示します。

• 機械的応力管理: 過度の圧縮は活性材料または導電ネットワークを損傷する可能性があります。

• プロセスの再現性: 圧力や温度の小さな変化がパフォーマンスの大きな偏差につながる可能性があります。

TOB New Energy のエンジニアリング チームは、初期の乾式電極パイロット ラインの多くが、材料の化学的性質ではなく、機器のプロセス制御解像度が不十分なために故障していることを観察しました。

全固体電池：機器は組み立てだけでなくインターフェースも可能にする必要がある

1. 固体電池の製造の実態

全固体電池は安全性の向上と潜在的に高いエネルギー密度を約束しますが、製造設備にはかつてないほどの要求が課せられます。液体電解質システムとは異なり、全固体電池は界面が支配的なシステムです。固体電解質と電極間の接触品質が、イオン伝導性、サイクル寿命、そして信頼性を決定づけます。

これにより、機器の役割は単純な組み立てからインターフェースエンジニアリングへと移行します。

2. 固体製造における主要な設備要件

固体電池の製造には、以下の機能を備えた設備が必要です。

• 高精度の層積み上げとアライメント

• ラミネート時の均一な圧力の適用

• 湿気に敏感な材料の雰囲気制御

• 低損傷の緻密化および焼結プロセス（該当する場合）

既存のリチウムイオン組立装置の多くは、大幅な設計変更なしにはこれらの要件を満たすことができません。例えば、標準的なラミネーション装置では、固体電解質層に必要な圧力均一性やフィードバック制御が不足している場合があります。

従来の製造プロセスと新世代の製造プロセス

次の表は、従来のリチウムイオン電池製造と、新しい乾式電極および固体プロセスの主な違いを、装置の観点からまとめたものです。

この比較は重要な点を浮き彫りにしています。つまり、全体的なプロセス手順はより単純に見えても、新しいバッテリー技術では、不釣り合いに高度な機器が要求されるということです。

2026～2028年の設備更新ロードマップ

TOB New Energy では、社内プロジェクトや顧客とのコラボレーションに基づき、突然の技術置き換えではなく段階的な設備アップグレード戦略を推奨しています。

フェーズ1: ハイブリッドラインとモジュラーアップグレード

メーカーは、実績のある下流プロセス（組み立て、形成、熟成）を維持しながら、次のような上流設備を選択的にアップグレードするハイブリッド生産ラインから始める必要があります。

• 乾式電極パイロットモジュール

• 閉ループ制御を備えた高度なカレンダーシステム

• 強化された計測技術とインライン検査

このアプローチにより、資本リスクが軽減されると同時に、チームはプロセス データを蓄積できるようになります。

フェーズ2：専用パイロットライン

プロセスの安定性が実証されたら、次の専用パイロット ラインを導入する必要があります。

• 完全にカスタマイズされた電極製造装置

• ソリッドステート対応のラミネーションおよびスタッキングシステム

• 環境制御の拡張（湿度、粒子レベル）

この段階では、焦点は実現可能性から収量の最適化と再現性に移ります。

フェーズ3：量産ラインエンジニアリング

本格的な展開のためには、機器の設計では以下の点を優先する必要があります。

• 長期的な機械的安定性

• 保守性とスペアパーツの標準化

• MESおよび品質トレーサビリティシステムとの統合

私たちの経験では、スケールアップの失敗の多くは、パイロットラインの設備が連続運転用に再設計されずに大量生産に直接コピーされたために発生します。

専門家の見解：TOBエンジニアの将来の生産能力に関する見解

TOB New Energyのエンジニアリングチームによる内部予測によると、2030年までに、新たに建設されるリチウム電池生産能力の30％以上に、乾式電極または固体互換の機器アーキテクチャが組み込まれることになります。

しかし、これは従来のラインの即時置き換えを意味するものではありません。むしろ、従来のウェットプロセスが大量生産アプリケーションを支配し、高度な装置を活用した技術が高性能、安全性重視、あるいは持続可能性を重視する市場を支えるという、長期にわたる共存の時代が来ると予想しています。

当社のエンジニアはまた、カスタマイズ、迅速な反復、およびテクノロジー間の統合が可能な機器サプライヤーが、この移行を可能にする上で決定的な役割を果たすと予想しています。

結論：戦略的優位性としての製造能力

2026年以降を見据えると、リチウム電池業界は製造主導の時代に入りつつあることは明らかです。乾式電極と 固体技術 材料イノベーションだけでは成功しません。成功の鍵は、設備システムがプロセスの安定性、拡張性、そして経済性を実現できるかどうかにかかっています。

バッテリーメーカーにとって、重要な戦略的課題はもはや「どの化学物質が最適か？」ではなく、「どの技術を大規模かつ確実に製造できるか？」です。この課題への答えは、今日の設備のアップグレードに関する決定によって決まります。

で TOBニューエナジー 私たちは、エンジニアリングの深み、カスタマイズ能力、そして実際の工場での経験が、この移行を乗り切る上で不可欠だと考えています。技術志向と製造現場の現実を一致させることで、業界は有望なコンセプトから持続可能な大規模エネルギー貯蔵ソリューションへと移行することができます。