新エネルギー電池の3Dプリントに注力するGaoneng Digital Manufacturingは、より安全で効率的な電池ソリューションを提供します。

出典: 36Kr

新エネルギー電池の応用シーンの爆発的な増加により、兆単位の電池市場が急速に成長し、リチウム電池機器向けに数千億元の市場空間が創出されました。しかし、より高い安全性とより高いエネルギー密度を備えたバッテリーの需要が高まるにつれて、従来のコーティングプロセスと液体リチウムイオンバッテリーシステムは徐々に課題に直面するようになり、バッテリーユーザーもより優れた材料、設計、製造プロセスにおける新たなブレークスルーを切望しています。 3D プリンティングは、次世代の高性能バッテリーにとって破壊的な製造プロセスになると考えられています。

世界中の多くの企業が3Dプリント技術を利用して動力電池を製造しています。昨年、スイスのブラックストーン・グループは初の固体電池の印刷に成功し、車両への搭載を開始したと発表し、日本のサクウ社は今年、動力電池の大量生産用の産業グレードの3Dプリンターを発売した。

Gaoneng Digital Manufacturingは、2021年に正式に新エネルギー電池3Dプリント分野に参入し、電池製造技術に専念している3Dプリント電池の産業化企業です。高能デジタル製造は、西安交通大学国家高速製造工学研究センターの長春3Dプリントイノベーションセンターで育成され、設立されてから1年余りで、現在はFAWグループ、AIWAYS、柳工グループ、中国科学院大連化学物理研究所などのバッテリー研究開発機関と協力し、収益を上げています。以前、Gaoneng Digital Manufacturingは、科学技術イノベーションおよび航空宇宙基金からの投資によるエンジェル資金調達ラウンドを完了していました。

△電池電極の3Dプリント工程。高能数字製造の創業者兼CEOの王世明氏は36Krに対し、現在の電極生産には5～6の製造工程（コーティング、ベーキング、圧延、スリット、巻き取り/積み重ね）が含まれており、生産工程が多く、エネルギー消費量が多く、床面積が広く、柔軟な生産能力が不足していると語った。電池工場には莫大な初期投資が必要であり、特殊な形状の電池はおろか、全固体電池も生産できず、液体電池しか生産できない。このような複雑な工程を経て生産される電池には、早急に解決しなければならない問題点も多くあります。第一に、安全性が低く、自然発火の危険があります。第二に、エネルギー密度が低く、ユーザーは航続距離に不安を感じています。第三に、生産工程では補助材料の需要が多く、廃棄物が多く、エネルギー消費量が多く、電池単体のコストが高くなります。

王世明氏は、高能数字製造は従来の電池製造工程を3Dプリント技術に置き換え、自社の3Dプリント設備と電池材料の3Dプリント技術を使って、電池に必要な正極と負極を直接印刷したいと考えていると述べた。

技術的な利点について尋ねられた王世明氏は、従来のコーティングプロセスで生産される平面電極と比較して、バッテリー3Dプリントプロセスでは、従来の電極の2〜3倍の厚さの3D構造電極を生産できると考えています。安全性の面では、3Dプリントは連続した微多孔構造の3次元電極を生産でき、内部の放熱効率が高く、自然発火のリスクを効果的に低減できます。コストの面では、3Dプリント厚電極プロセスにより、ダイヤフラムや集電体などの補助材料の使用が減り、エネルギー消費が少なくなり、廃棄物も少なくなるため、バッテリーの製造コストを約30％削減できます。補助材料が少ないため、正極材料と負極材料を配置するための内部スペースをより多く確保でき、活物質の配合を変えずにバッテリーのエネルギー密度を高めることと同じです。生産ライン投資の面では、コーティングプロセスと比較して、バッテリー3Dプリントプロセスは、同じ生産能力条件下でバッテリー生産設備投資を約40％削減できます。
△高効率マルチノズルバッテリー3Dプリンターは、性能、安全性、コストの利点に加えて、高精度と高い設計自由度により、超小型バッテリー、特殊形状バッテリー、カスタマイズされたバッテリーの製造にも使用できます。同時に、異なる材料を充填する印刷ノズルを切り替えることで、3Dプリンティングバッテリープロセスは、全固体バッテリーの統合製造を実現できます。

△マルチマテリアル・マルチ構造3Dプリント全固体電池王世明氏は、全固体電池は次世代電池開発の主な潮流であり、高エネルギーデジタル製造の焦点の一つでもあると述べた。 Gaoneng Digital Manufacturing は、さまざまな種類の電極材料の 3D 印刷技術を習得し、マルチノズルの高効率 3D 印刷装置の発売に成功しました。この装置は、一方では、市場のあらゆる電極材料に適応することができ、他方では、集電体、負極、電解質、正極から集電体までの全固体電池の革新的な設計と統合製造を実現することができ、また、事前に設計された3次元電極構造を通じて全固体電池の固体-固体界面接触問題を効果的に改善することができ、これにより、世界中の全固体電池の工業生産に効果的かつ実現可能な製造プロセスを提供することができる。 Gaoneng Digital Manufacturing は、バッテリー 3D プリント技術の助けを借りて、全固体バッテリー製造規格のリーダーになることを望んでいます。

△製品面では、これまでに発売された2世代のバッテリー3Dプリント設備に加えて、Gaoneng Digital Manufacturingは今年11月に3DプリントバッテリーブランドTopological High Energyを率先して発売しました。その製品シリーズは、最大3次元サイズが4mm未満の超小型バッテリー、特殊形状バッテリー、カスタマイズバッテリー、全固体バッテリーの4つのカテゴリをカバーしています。王世明氏によると、これは3Dプリントバッテリーブランドです。Gaoneng Digital Manufacturingは現在、直径100mmを超える超薄型、湾曲型、折りたたみ型、輪郭型、円形バッテリーなど、さまざまなバッテリー製品のカスタマイズ生産をユーザーに提供できます。

△ビジネスモデルの面では、カスタマイズされたバッテリー製品の提供に加えて、Gaoneng Digital Manufacturingは、世界中の生産と能力を拡大するバッテリー工場向けに、3Dプリントを主なプロセスとするバッテリーデジタルインテリジェント製造生産ラインも提供します。

創設チームに関しては、Gaoneng Digital Manufacturing は、電気化学、新エネルギー材料、付加製造、産業開発の専門知識を持つ複合イノベーションチームを結成しました。同社の創業者兼CEOの王時明氏は、西安交通大学長春3Dプリントイノベーションセンターの元センター長であり、上級3Dプリントエンジニアです。程康氏は同社の最高設備技術責任者であり、長春3Dプリントイノベーションセンターの元研究開発ディレクターです。楊康氏は同社の最高バッテリー技術責任者であり、中山大学で高分子化学と物理学の博士号を取得しています。彼は多くの国家レベルの新エネルギーバッテリー研究プロジェクトに参加してきました。現在、同社には15人の従業員がいます。

新エネルギー電池の3Dプリントに注力するGaoneng Digital Manufacturingは、より安全で効率的な電池ソリューションを提供します。

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