バッテリー処理システム

全固体電池(ASSB)技術は長年にわたり開発が進められており、安全性、充電時間、エネルギー密度の面で大幅な向上を実現しています。Quintusはこの革新の最前線、研究段階から量産までをを支援する高度な等方圧加圧ソリューションを提供しています。

バッテリー処理における温間等方圧加圧(WIP)の利点

全固体電池(ASSB)の商業化を妨げる課題は、部材内部の残留気孔、不十分な粒子接触、ならびに充放電時のセル体積変化などです。しかし、温間等方圧加圧(WIP)はこれらの課題を解決する重要な手法として注目されています。

内部抵抗の低減

WIPは特に硫化物系ASSBにおいて気孔率を低減し粒子間接触を改善させることでイオンの粒界抵抗および材料全体の気孔率を低減し内部抵抗を低減します。

サイクル寿命の向上

材料の高密度化と構造強度を高めることで、WIPはASSBのサイクル寿命を延ばし、長期的な性能と安定性を向上させます。

クーロン効率の向上

WIPは粒子密度および均質性を最適化し、充放電効率およびクーロン効率を向上させます。また、多層セルにおいても均一な圧力焼結を可能にします。

セルサイズおよび形状への柔軟性

WIPは、様々なサイズと形状のセルを、均一な圧力と温度で処理加工することができ、一軸プレスのような他の方法が直面する課題を克服している。

製品カテゴリー

主な応用分野

エネルギー&発電
車両
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お客様の活用事例

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固体電池製造のスループットとコスト分析

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温間静水圧プレス:全固体電池のラボ生産からパイロット生産へ

Isostatic pression solutions for
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お客様の声

“Using solid ceramics instead of liquid electrolytes in batteries is expected to increase safety, as well as energy density and charging capabilities. However, work with new layers of electrolyte materials indicates that the common uniaxial methods such as calendaring, or hot pressing, lead to insufficient electrode density and lower electrochemical performance. Therefore, warm isostatic pressing is labeled a key technology in creating sufficient particle-to-particle contact.

Additionally, the equipment (MIB 120) is manufactured to the latest ASME pressure vessel code for high pressure operation, ensuring the operators’ safety, which is paramount in my research group. With this equipment-supplier/academic-research strategic partnership, we will be able to achieve greater advancements for all-solid-state batteries and move towards commercialization at a faster pace.”
Professor Y. Shirley Meng, Ph. D.
Professor, University of Chicago Pritzker School of Molecular Engineering; Adjunct Professor, University of California San Diego Nanoengineering Department; and Chief Scientist, Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science (ACCESS) at Argonne National Laboratory, USA
“Using solid ceramics instead of liquid electrolytes in batteries is expected to increase safety, as well as energy density and charging capabilities. However, work with new layers of electrolyte materials indicates that the common uniaxial methods such as calendaring, or hot pressing, lead to insufficient electrode density and lower electrochemical performance. Therefore, warm isostatic pressing is labeled a key technology in creating sufficient particle-to-particle contact.

Additionally, the equipment (MIB 120) is manufactured to the latest ASME pressure vessel code for high pressure operation, ensuring the operators’ safety, which is paramount in my research group. With this equipment-supplier/academic-research strategic partnership, we will be able to achieve greater advancements for all-solid-state batteries and move towards commercialization at a faster pace.”
Professor Y. Shirley Meng, Ph. D.
Professor, University of Chicago Pritzker School of Molecular Engineering; Adjunct Professor, University of California San Diego Nanoengineering Department; and Chief Scientist, Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science (ACCESS) at Argonne National Laboratory, USA

よくある質問

クインタスではさまざまな方式に対してオープンですが、セルパウチ型により重点を置いています。クインタスが生産レベルのテストで大きな関心を持っているのが、リチウム金属アノードやin situリチウム金属アノードを採用したコンセプトです。スウェーデンとアメリカのアプリケーションセンターで、硫化物、酸化物、複合物を用いた固体電解質システムのテストを日々実施しています。

セルの設計によりますが、クインタスでは、in-situ(またはアノードフリー)リチウム金属アノード構造にはパウチセル全体の緻密化工程を提案しています。これはセルを重ねて封入した後に静水圧プレスを入れることになります。

初期投資コストは大きいように見えますが、現在の電池製造に使用されている他の機械に比べるとコストは低くなっています。クインタスが設定した現実的なコストモデルによる計算では、静水圧プレスは1 kWhあたりセントの低い値を示しています。この計算モデルはさまざまなパラメータに対応し、特に影響が大きいのがパウチと容器の寸法で、これらはお客様のご希望に合わせて調整することができます。

バッチ特性は重要なトピックです。クインタスのシミュレーションでは、ロード、アンロード、緻密化の自動化が工程全体に静水圧プレスを取り入れることの障害にはならないことが示されています。さらに、積層・巻取りの速度が緻密化前の工程速度を制限しています。

ナレッジセンター

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温間静水圧プレスによる硫化物系固体電池の最適化

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固体電池研究のためのクインタスバッテリープレス

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クインタス® モノブロックMIBシステム 優れた小型バッテリープレス

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固体電池の研究・製造における等方性圧力

The Role of Isostatic Pressing in Large-Scale Production of Solid-State Batteries
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固体電池の大量生産における静水圧プレスの役割

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