3Dプリントされた固体電池！ハイエナジーデジタルの全固体電池生産ライン設備が1000万元を超える受注を獲得し、納入を開始

はじめに：世界的なエネルギー競争がますます激しくなる中、主要なエネルギー貯蔵媒体としてのリチウムイオン電池は、容量競争から技術競争の新しい時代に入りました。工業情報化部と他の4つの省庁が共同で発行した「自動車動力電池産業の発展を促進するための行動計画（工業情報化部共同装備[2017]第29号）」によると、新型リチウムイオン動力電池セルのエネルギー密度は2025年までに500Wh/kgに到達する必要があります。このパラメータは、既存の液体リチウムイオン電池の理論上の上限をはるかに超えており、業界では徐々に全固体電池がこの目標を達成する唯一の解決策であるというコンセンサスに達しています。

市場応用面では、電気自動車メーカーは徐々に固体電池に目を向け始めています。トヨタ自動車は2027年に全固体電池を車両に搭載する計画で、CATLの全固体電池は2027年に少量生産される見込み、GACの全固体電池は2026年に車両に搭載される予定だ…国内外の新エネルギー企業や研究機関は、全固体電池の産業応用を競い合っている。

全固体電池は新しい材料系と電池構造を採用しているため、既存の伝統的な電池製造プロセスでは全固体電池の工業的製造は実現できなくなりました。従来の湿式プロセスで全固体電池を製造すると、既存のリチウム電池製造設備の約半分が使用できなくなります。また、乾式プロセスで全固体電池を製造すると、既存の設備の60％以上が使用できなくなります。

△従来のリチウム電池製造プロセスと高エネルギーデジタル電池3Dプリントプロセスの比較。また、既存の製造プロセスに頼ると、全固体電池内部の固体-固体界面接触不足と界面インピーダンスが大きいという重要な問題を解決することができません。この問題を解決するために、従来の方法は、全固体電池の2段階に圧力を加えたり、製造工程中に静水圧プレス工程を追加したりして、固体-固体界面効果を最適化することです。しかし、これは全固体電池の最終的なエネルギー密度に大きな影響を与えるだけでなく、製造プロセス全体を非効率にし、非常に高価にします。そのため、全固体電池に適した電池製造プロセスを見つけ、効果的な製造装置を開発することが、全固体電池の産業応用に影響を与える鍵となっています。

2024年5月16日、南極熊は、高能数字製造（西安）科学技術有限公司（以下、「高能数字製造」）が2023年11月に国内初の全固体電池3Dプリントパイロットラインの入札を正式に獲得したことを知りました。最近、このパイロットラインの中核設備である生産ラインレベルの全固体電池複合ポールピース高効率印刷プラットフォーム（以下、「3D-PT」）が正式に納入を開始しました。これは、高能数字製造が2022年に初の実験レベルの電池3Dプリント設備をリリースして以来、全固体電池生産ラインレベルの設備の納入を正式に開始した初めてのケースでもあり、高能数字製造が正式に全固体電池の工業化製造分野に参入するための重要な一歩です。

△生産ラインレベルの全固体電池複合ポールピース用高効率印刷プラットフォーム：3D-PT
初の生産ラインレベルの全固体電池3Dプリントインテリジェント製造設備として、Gaoneng Digital Manufacturingが独自に開発した全固体電池複合電極3Dプリントシステムと高効率電極乾燥システムを搭載し、1回の印刷操作で両面複合電解質層全固体電池電極を作製できます。全固体電池の製造プロセスを大幅に合理化するとともに、電池材料との互換性が極めて広く、製造効率は最大15ppmに達し、全固体電池の産業化を全面的にサポートします。

Gaoneng Digital Manufacturingの創設者兼CEOであるGaoneng Digital Manufacturingによって生産されたMulti-Layer All-Solid-State Soft-Packバッテリーの穿刺試験は、南極のベアに語りましたOlyte Compositeは、複数のプロセスノードのインテリジェントな統合を通じて、すべての固体のあるバッテリーポールピースの高効率の調製を実現します。電極は0.7μmに達する可能性がありますが、依然として超高製造精度とポールピースの品質を維持し、すべての固体バッテリーの工業化された製造シナリオにおける3D印刷技術の適用のための強固な基盤を築きます。

△高能数字製造が製造する3Dプリント電池電極の表面精度は0.7ミクロンに達する。Antarctic Bearによると、高能数字製造は2021年に設立された。その中核メンバーは、西安交通大学、中山大学、ペンシルベニア大学、中国航天科学産業集団など、国内外の著名な機関や企業から来ている。チームは50人以上で、長春、啓東、寧波に3つの子会社を持っている。同社は現在、FAWグループ、国家グラフェンイノベーションセンター、ガンフェンリチウム、中国科学院、中国航天科技集団などの機関と協力しており、全固体電池生産ラインレベルのインテリジェント製造設備は1,000万元以上の売上高を達成しており、2023年11月に国内初の全固体電池3Dプリントパイロットラインの受注を正式に獲得し、2024年第2四半期に全ラインの納入を完了する予定です。

△高能数字製造の主な顧客分布今回納入した生産ラインレベルの全固体電池複合電極高効率印刷プラットフォームのほか、王世明氏は南極熊に対し、高能数字製造の現在の業務モデルと製品配置についても紹介した。 3D-PTに代表されるウェットプロセスの全固体電池生産ラインレベルの製造設備のほか、高能数字製造では新エネルギー電池のドライプロセス製造設備も開発しており、今年第2四半期には液体電池、半固体電池、全固体電池のドライプロセス製造プロセスおよび関連設備製品をリリースする予定である。それまでに、高能デジタル製造は「新エネルギー電池乾式製造生産ライン」＋「全固体電池湿式デジタル生産ライン」のデュアルパスレイアウトを正式に完成させ、世界中の新エネルギー電池と全固体電池企業に異なるプロセスによる生産ラインレベルのインテリジェント製造ソリューションを提供します。

△高能数字製造は「新エネルギー電池の乾式製造」＋「全固体電池のデジタルインテリジェント製造」の二重経路レイアウトを採用しており、報道によると、高能数字製造は今年5月に正式にAラウンドの資金調達を開始した。投資機関でこのプロジェクトに興味がある場合は、Antarctic Bear WeChat: pan666000 までご連絡ください。

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