차세대 이차 전지의 집 전체 구멍 가공의 생산 비용 절감, 전지의 고성능화를 실현하는 레이저 양산 가공 기계
■ 프로젝트 명:
차세대 이차 전지의 집 전체 구멍 가공의 인라인 화를 가능하게하는 레이저 양산 가공기 개발
■ 대상 하류 산업 :
자동차 · 전자 제품
■ 연구 개발 체제 :
(주) 유선 이타가키 금속 (주), 長岡工業高等専門学校, 니가타 현 산업 기술 종합 연구소, 가나가와 (공재) 니가타 산업 창조기구
프로젝트의 개요
배경 · 목적
리튬 이온 배터리 (LIB) 등의 2 차 전지, 또한 리튬 이온 커패시터 (LIC) 등의 축전 장치에는 에칭 등에 의해 미세한 구멍 가공을 한 롤의 집 전체가 사용되어있다.
현재 구멍의 가공법에서는 전지 생산 공정에서 인라인 수 없으며 가공 가능한 최소 공경에도 한계가 있기 때문에, 제조 비용 절감 및 전지의 고성능화를 실현하기 위해서는 큰 과제 이있다.
실시 항목
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- 고속 광폭 집 전체 레이저 가공 장치의 개발
ㆍ 고속 광폭 집 전체 레이저 가공 장치 (마운트) 개발, 고속 광폭 집 전체 레이저 가공 조건 검토, 가공 기계 (밀링 부품) 개발, 발리,산화물 탈락 방지, 撓み 수정 계획의 발달, 인라인 결함 감지 메커니즘 개발 - 집 전체 가공 조건 파악 및 평가
・ LIC 시험 집 전 몸 만들기, LIC 성능 시험, 제조사의 성능 평가, 차세대 형 LIB 성능 시험
- 고속 광폭 집 전체 레이저 가공 장치의 개발
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프로젝트 결과를 활용할 수 있는 제품 및 서비스
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- 레이저 다중 노출 롤 to 롤 관통 가공 기술
- 레이저 다중 노출 롤 to 롤 관통 가공 장비
ㆍ 롤 폭 270 mm
・롤 피드 속도 10m/분 - 초음파 레벨 러
ㆍ 초음파 처리 가공 헤드 폭 270 mm
제품 및 서비스 PR 점
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- 고속 가공에 적합 한 레이저, 광학 계의 선정
・ Φ 10 ~ 50 μ m, 개 구 율 10%
- 고속 가공에 적합 한 레이저, 광학 계의 선정
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전통적인 기술 | 신기술 | |||
롤 프레스 법 | 에칭 법 | 레이저 가공 법 | ||
가공 조건 | 가공 속도 | ~ 6000 구멍/sec | ~ 1만 구멍/sec | ~ 20만 구멍/sec |
최소 구멍 직경 | Φ300μm | Φ120μm | Φ10μm | |
인라인 | × | × | ○ | |
커패시터 고용량 화 | × | × | ○ | |
집 전체 제조 비용 | 1000 원/㎡ | 1000 원/㎡ | 500 원/㎡ | |
전통적인 기술의 과제 과 신기술에의 한 과제 해결 방법 |
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프로젝트에서 실시 한 내용
연구 개발 목표
차세대 이차 전지에 사용 되는 정보 전 체의 구멍 가공에 인라인 할 수 있는 레이저 가공 기술을 개발 하 고도
에 고성능 집 전체를 제조 하기 위한 연구 개발을 수행
전통적인 기술 | 신기술 | 신기술의 포인트 | ||
ㆍ 집 전체에 가공 가능한 구멍의 최소 공 직경이 φ 100 μ m 정도 이며, LIC 대용량 화에 대응 지지 않는다 |
ㆍ 고속 광폭 집 전체 레이저를 사용 하 한 신기술 |
ㆍ 최소 구멍 직경 φ 10 μ m 정도까지 가공 가능 하며, 단위 면적 당 집 전체 제조 비용을 기존 가공 법 반으로 줄이기 |
직면 한 과제와 문제 해결
직면 한 과제 | 문제 해결을 위한 방법 | 수단에의 한 효과 | ||
ㆍ 비가 역 용량이 큰 배터리를 파트너가 때 양극에 리튬이 결함이 마 르게 하기 때문에 건전지로 작동 없는 |
ㆍ 돌이킬 수 없는 수 용량을 진화 하기 위하여 리튬 이온 전극에 미리 마약을 할 |
ㆍ 개 구 율 4%에서 리튬 이온의 진한 수 있다는 것, 구멍 직경 이 작을수록 사전 진한 성과가 높은 것으로 확인 되었다 |
연구 개발 결과
- 금속 호 일 피드 속도 10m/분에서 다시 정밀 검사를 완료 했다
- 레이저 가공 실증 실험에서 나노초 레이저에서 더욱더 효율적으로 가공 조건의 실증을 진행 하 고 10 배 가공 속도를 목표로 개편을 실시 했다
- 발리 제거/撓み 고정 장치 실증 실험을 완료 하 고 특허 출원을 했다면
- 현재의 제품과 동등 (구멍 직경 φ 5 ~ 50 μ m)의 LIC 성과 시험 샘플을 제작 하 고 배포 하는
- LIC 성과 Li 이온 플 진한 시험에서 개 구 율이 낮은 프레 진한 성 향상 추세를 확인할 수 있었다
- LIB 성능 시험에서는 코팅 전극에 구멍 열 가공에 의해 현재 LIB 성능 향상 및 새로운 건전지 검토가 진행 시작 했다
< 레이저 장비의 문제 추출 결과 > | |||
항목 | 부위 | 문제 | 백신 |
레이저 출력 | 레이저 발진기 | 시판 품에서는 충분 한 출력의 레이저도 없다 | 레이저 제조 업체의 개발 로드맵을 내다보고 대응 가능 j 유연한 디자인 하기 |
광학 설계 | 폴리곤/렌즈/거울 | 프로토 타입 제 1 호, 기초 실험의 설계 적인 측면에서 수량이 많은 에너지 손실이 큰 | 최소 미러 렌즈 구성 설계, 제 2 기 이후의 설계에 반영할 |
피드 메커니즘의 추종 성과 | 압 전 소자 | 거울 무게 최적화 조정이 필요 | 본 사업 기간에서는, 압 전 소자 사양에 최적화 하 여 속도 향상을 도모 |
실용화 ㆍ 사업화 현황
프로젝트 종료 시 상황
- 실용화에 성공 했다 단계 디자인에도 랑을 파고 수 있습니다.
실용화 ㆍ 사업화 전망
- 처음에는 구리 및 알루미늄 집 전 호 일에 관통을 목적으로 하 고 있 었는 그러나, 집 전 호 일 전극 재료를 코팅 하는 역할 전극에 천공도 가능 하 고 관통 전극은 건전지 성과를 발휘 하는 것으로 나타났습니다
- 고속 가공 시에 발생 하는 撓み를 해결 하는 「 초음파 레벨 러 」을 개발 하 고, 제 법 특허를 출원 하기에 이르렀을
기업 정보: 기업 유선 소재지: 우편번호 959-1152 니가타 현 산조 시 一 ツ 집 빈 1628-1 URL:https://wired.jp.net/ |
제품/서비스에 대 한 문의처 |
サポイン 성과 사례 _ 「 차세대 이차 전지 집 전체 구멍 가공에 인라인 화를 가능 하 게 하는 레이저 양산 가공 기계 개발 」의 인쇄 출력은 여기에서
레이저 가공 서비스
WIRED의 레이저 가공 기술은 다른 천공 공법이다 펀치 프레스 및 에칭에 비해 크게 직경이 작아 발리 적은 미세 구멍을 고속 또한 비접촉으로 실시하는 것이 가능합니다.
레이저 가공 기계 제작
당사 독자적인 광학 시스템 GHS (Grand Helical Scan)을 탑재 한 롤 to 롤 레이저 천공 가공 기계의 제조 · 판매를 실시하고 있습니다.