リチウムイオン電池

真空はリチウムイオン電池のセル製造において重要な役割を果たします。

真空の専門技術をリチウムイオン電池製造のあらゆる段階で

ライボルトは、リチウムイオン電池セル製造プロセスにおける各真空プロセスに最適な製品を提供しています。エネルギー貯蔵やモビリティのための新しいソリューションの出現やそれらの重要性の高まりにより、リチウムイオン電池の重要性はより高まっています。需要の高まりを受けて、リチウムイオン電池の研究がますます活発になり、電池の容量、出力、寿命に関する大幅な技術が大幅に改良されました。

リチウムイオン電池は、環境に配慮したエネルギー利用を実現するための重要なステップの1つです。リチウムイオン電池は、風力タービンや太陽光パネルなどによってつくられる再生可能エネルギーの貯蔵ソリューションとして利用されています。持続可能なモビリティへの実現に向けて、リチウムイオン電池が自動車、トラック、バス、スクーターなどに搭載されて、個人や公共のeモビリティを支えています。

アノード材とカソード材の製造から始まり、活性物質、溶剤、結合剤、添加物、銅箔やアルミ箔を必要とするリチウムイオン電池セルの製造プロセスは、さまざまな段階で構成されています。各ステップにはそれぞれ特有の要求事項や特殊性があり、それが最終製品であるリチウムイオン電池の品質を決定します。

リチウムイオン電池の製造において、真空は重要な役割を担っています。リチウムイオン電池のさまざまな製造工程を見ると、真空は次のことに必要とされています。

プロセスの実現
プロセスにおける純度の提供
プロセスの効率化の達成
高品質な製品の製造

真空がなければ、いくつかのプロセス工程は不可能です。また、リチウムイオン電池の純度、品質、安全性を高めるために真空が必要な段階もあります。最後に、真空リークテストを実施することで、最終製造段階での電池の品質を証明し、高い製品寿命を保証することができます。

当社は、真空プロセスの各段階に最適な製品を提供しています。当社は、アプリケーションと製品に関する詳しい専門技術を生かして、お客様固有のプロセス要件に適した真空製品やシステムの選択をサポートします。

当社の真空に関する専門知識 - お客様のメリット
当社は、電池製造の全プロセスにおいて、完璧な真空ソリューションを提供しています。各プロセスの固有の要件に応じて、さまざまなポンプのタイプや構成を選択できます。

油封式真空ポンプ
完全なオイルフリーシステムを必要としない電池セルの製造段階に対して、当社は、高い堅牢性と信頼性を備え、完璧なコストパフォーマンス比を実現した油封式ポンプを提供しています。抜群の堅牢性を誇る当社の真空ポンプを最大限に活用してコストを節約できます。

ドライ圧縮真空ポンプ
電池セルの製造では、純度が重要です。ドライ圧縮ポンプはオイルの排出がなく、オイルがプロセスチャンバーに侵入するリスクをなくせるため、真空システムにおいて最高の品質プロセスが確保されます。最小限のメンテナンスと最適化されたサービス期間で時間とコストを節約しながら高品質の電池セルを保証します。

電池製造における真空ソリューション

電池製造プロセスのさまざまな段階において、真空は電池の品質を高めるために必要不可欠です。真空の要件とプロセスの課題に応じて、適切な真空ポンプがあります。

混合

回転ツールを使用して、さまざまな原料をスラリーと呼ばれる形で混合します。このプロセスは、真空下でスラリーを脱気し、スラリーの均一性、適切な粘度、純度を達成するのに理想的です。ライボルトのTRIVAC、SOGEVAC、VARODRYおよびCLAWVAC真空ポンプは、大容量が必要な場合でも最適です。

積層

積層プロセス中、シートはアノード - セパレータ - カソードの繰り返しサイクルで積層されます。シートの正確な配置は、最終製品の品質に大きな影響を与えますが、真空グリッパーで確認できます。ライボルトのセントラルバキュームソリューションVACUBEは、プロセスの安定性と効率性のため、業界で最も人気があります。

真空乾燥

電極をロールして小さな電極バンドに挿入したら、これらのコイルを乾燥させる必要があります。高品質バッテリーの場合は、湿気と溶剤の残留物の大部分を必ず除去することが不可欠です。真空乾燥は、1バッチあたり12～30時間の乾燥時間で、製造で実証された最先端のソリューションです。

堅牢で信頼性の高いライボルトの真空システムは、湿気と微量の溶剤に耐性があります。さらに、プロセス中の純度が必須であるため、VARODRY、LEYVAC、DRYVAC、RUVACなどのドライ圧縮ポンプでは、バッチドライヤやインラインドライヤ内のコイルへのオイル粒子の逆流を回避できます。

効果的で信頼性の高いNMPの排気を実現するために、ライボルトのDV4000、DRYVAC DV650-LIB、VARODRY-LIBなどの特殊な真空ソリューションが開発されました。

パッケージング（パウチ）

セルスタックをパウチハウジングに挿入する前に、パウチフォイルを形成する必要があります。この形成は通常、真空下でパウチフォイルを深絞りすることによって行われます。ライボルトのVARODRY、SOGEVAC、CLAWVACは、安定した結果を得るための効率的なオプションです。

電極の充填

一般的に使用されている3つの電池セルタイプ（パウチ、円筒形、プリズム形）の電解液充填は真空下で行われ、セル内の電解液が均一に分散され、すべてのコンポーネントは完全に潤湿されます。排気と部分的な重点は、通常は0.01 mbar程度の最低圧力で数回繰り返されます。

真空ポンプは、ポンプに引きずられる可能性のある微量の電解液（LiPF6など）に耐える必要があります。電解液は、有害物質に分類されており、水と反応すると酸を生成する可能性があるため、DRYVACなどのライボルトのドライ圧縮オイルフリーポンプの使用が最適です。特殊なポンプ設計とカスタマイズされたポンプシステムは、この要求の厳しいアプリケーション向けに開発されました。

脱ガス

最初の充電段階で、リチウムイオン電池セル内でガスが大量に発生します。このガスを除去するために、真空容器チャンバ内でセルに穴を開け、そこから出るガスをポンプで排出、いわゆる脱ガスが行われます。湿気がなくオイルフリーの環境を維持するために、ライボルトのドライ圧縮ポンプ（DRYVACなど）が使用されます。

リークテスト

品質および安全上の理由から、最終的な電池セルの絶対的な気密性が不可欠です。そのため、最終段階では、ヘリウムリークテストを実施して電池の密封性を確認し、製品寿命の長さと高い品質を確保します。この製造段階で、ライボルトは、PHOENIXおよびPHOENIXモジュールなどのさまざまなバージョンのヘリウムリークディテクターや、カスタマイズされたリーク検知システム用のSCROLLVAC、VARODRY、TRIVACなどのシングルポンプを提供しています。