リチウムイオン電池積層技術

リチウムイオン電池のスタッキング技術は、セル製造において極めて重要なプロセスであり、性能、安全性、そして生産効率に直接影響を及ぼします。TOB NEW ENERGYは、これらの高度なプロセスを最適化するためにカスタマイズされた、ターンキー方式のバッテリー生産ラインソリューションと最先端設備の提供を専門としています。現在、業界では、Zフォールディング、カット＆スタック・インテグレーション、サーマルラミネーション・スタッキング、そしてスタック＆フォールディング（LG独自の方式）の4つの主要なスタッキング技術が主流となっています。Zフォールディングとカット＆スタック・インテグレーション（基本的にはZ型を改良したもの）は中国で広く採用されていますが、サーマルラミネーションは、より複雑な工程で優れたスピードと品質を実現します。LGエナジーソリューションは、国際的には、特許取得済みの高効率スタック＆フォールディング方式を採用しています。

表: 主なスタッキング技術の比較 (スタックと折りたたみは LG の特許)

リチウムイオン電池積層技術の詳細な分析

Z折り技術

• 最も一般的な方法は、可動テーブルでセパレーターをプラットフォーム間で前後（Z字型）に動かし、陽極シートと陰極シートを交互に積み重ねる方法です。この方法は確立されていますが、以下のような固有の課題があります。
• セパレータの変形: 振動運動により非対称の張力が生じ、不均一な伸張、変形、多孔度、細孔サイズ、表面積の変化が生じ、最終的にセルの品質が低下します。 カスタマイズされたバッテリー機器ソリューションをご覧ください このようなプロセス上の課題を軽減するように設計されています。
• 効率の限界：電極を配置するたびにセパレータを回転させる必要があるため、速度が制限されます。典型的な速度は0.5秒/個/ステーションです。30層セルの場合、これは1セルあたり15秒、つまり1分間にわずか4セル（4PPM）の処理時間しかかからないことを意味します。このボトルネックが大量生産の妨げとなっています。

カット＆スタック統合技術

• Z 折りの進化形であるこの技術は、ダイカット/レーザーカット、Z 折り、タブ溶接/プレスを 1 台のマシンに統合し、歩留まりと速度の向上により業界の主要トレンドになっています。
• 歩留まりの向上：工程の統合により、電極の取り扱いとステーション間の移動が最小限に抑えられ、カセットからのピックアンドプレース時の損傷、バリ、タブの曲がり、送りミスなどのリスクが大幅に軽減されます。 統合バッテリーパイロットラインソリューション この効率的なテクノロジーを活用します。
• 速度向上：電極とセパレータの供給と折り畳みが同時に行われます。設定枚数に達すると、セパレータが切断され、タブが溶接され、スタックがプレスされます。Hangke（合肥）などの大手企業は最大800PPM（0.075秒/枚）の速度を達成しており、Hymsonは0.15秒/枚（3ステーション）の速度を報告しています。

熱積層スタッキング技術

• この高度なプロセスでは、正極ロール、負極ロール、そして接着剤を塗布したセパレーターを同時に供給します。電極はインラインで切断されます。複合ストリップは加熱システムに入り、熱ラミネートとカレンダー処理を経て、個々のユニット（「バイセル」）に切断され、機械的に積層されます。そして最後に、スタックはホットプレスされます。
• 主な利点：連続した一方向の供給により、安定した張力と速度が確保され、Z折りで見られるセパレータの変形の問題が解消されます。これにより、優れたスタック平坦性、一貫したセパレータ特性（機械的強度、多孔性）、そして最適な電極-セパレータ界面が実現し、特に大型で高エネルギー密度の用途において、より高品質なセルが実現します。技術的には複雑（積層、精密切断、そして後の電解液充填の課題）ですが、成形、積層、プレスを組み合わせた統合アプローチにより、省スペースで生産性も向上します。 固体電池 または 乾式電極技術 堅牢なスタッキングソリューションが不可欠です。

スタック＆フォールディングテクノロジー（LG特許）

• LGエナジーソリューション（MANZ社製）が開発したこの独自の方法は、電極を切断し、回転テーブル／真空チャックを介してセパレータ上に配置した後、折り畳み／巻き取りによって電極を挟み込むというものです。LGは独自のSRS（安全強化セパレータ）を使用しています。これは、セラミックコーティングされた熱処理済みのセパレータで、内部短絡を防ぐことで機械的強度と安全性を高めています。この技術は高効率ですが、LGの特許で保護されており、他のメーカーには市販されていません。 先進的な電池材料 特殊セパレーターのような？TOB NEW ENERGYは包括的な バッテリー材料サポート 。

リチウムイオン電池積層技術の将来動向

スタッキング技術は急速に進化し続けています。

• カット＆スタック統合の台頭：中国国内で主流となっているZ折り方式は、歩留まりと速度の限界に直面しており、カット＆スタック統合が中国で好まれる選択肢になりつつあります。その統合設計は、歩留まりと効率を大幅に向上させます。
• 速度への飽くなき追求：巻線方式との従来の効率格差を克服することが最優先事項です。中国の大手装置メーカーは、スタッキング速度（PPM）の向上に注力し、より多くの用途でスタッキング方式を量産競争力のあるものにすることで、より広範な採用を実現しています。この目標達成は、巻線方式よりも広く普及するための鍵となります。

TOB NEW ENERGYでスタッキングプロセスを最適化

スタッキング技術のニュアンスを理解することは、バッテリーのパフォーマンス、安全性、および生産目標に適したプロセスを選択するために不可欠です。 TOB NEW E エネルギー 比類のない専門知識とソリューションを提供します。

• カスタマイズされたスタッキング機器：当社では カスタマイズされたバッテリースタッキングマシン (Z タイプ、カット アンド スタック、熱ラミネート) 特定の R&D、パイロット、または大量生産のニーズに合わせて設計されています。
• エンドツーエンドの生産ライン: ラボスケールから GWh スケールの工場まで、アプリケーションに最適なスタッキング テクノロジーを組み込んだ、完全なターンキー バッテリー生産ラインを提供します。
• 先進的な材料供給: 当社の包括的なバッテリー材料ポートフォリオを通じて、高度なスタッキングプロセスに不可欠な高性能セパレーターフィルム、電極材料、接着剤を調達します。
• 最先端の技術サポート: 次世代バッテリー技術 (固体、ナトリウムイオン、Li-S) に関する当社の深い専門知識を活用して、スタッキング プロセスと全体的なセル設計を最適化します。

接触 TOBニューエナジー 本日は、当社の統合バッテリーソリューションがスタッキングプロセスの効率、歩留まり、最終的なセル品質をどのように向上させるかについてご説明いたします。