二次電池とは？ 仕組みや種類、製造工程をご紹介
二次電池について、カーボンニュートラルに関するニュースなどで最近よく耳にすることがあるかもしれません。
ただ、実際に二次電池がどういうものなのか、一次電池との違いが分からないなどの声もあります。
そこで今回は二次電池について解説し、その製造工程で重要な役割を果たすロールtoロール制御技術について解説します。
二次電池について
二次電池とは、使い捨てでなく、充電を行うことで繰り返し使用できる電池を指します。
自動車やスマートフォン、家庭用蓄電システムなど、さまざまな場面で使われています。
充電可能な二次電池は、廃棄が少なく環境にも優しいということで、カーボンニュートラルの観点でも注目されています。
主要な二次電池の種類
| リチウムイオン電池 |
スマートフォンやノートパソコンなど、多くの携帯電子機器や車両で広く利用されています。 |
|---|---|
| 鉛蓄電池 |
自動車やUPS（無停電電源装置）などで広く使われています。 |
| ニッケル・カドミウム電池 |
携帯電話やツールなどに使われていましたが、リチウムイオン電池の普及により使用が減っています。 |
| ニッケル・水素電池 |
携帯電話やデジタルカメラなど、小型の電子機器によく使われています。 |
将来的に活用が期待できる二次電池 ～ 全固体電池 ～
将来的に「理想的な電池」として期待されている二次電池として、「全固体電池」があります。
全固体電池は、液系リチウムイオン電池と類似した構造を持ちますが、電解液を使用しない点が異なります。
高い安全性と高エネルギー密度、短い充電時間が特徴の次世代電池技術であり、固体の電解質を使用することで火災や爆発のリスクを低減します。
電気自動車などの大容量バッテリーに適していますが、現段階ではまだ研究中で将来的に実用化が期待されています。
二次電池ができるまで ～ リチウムイオン電池の製造工程 ～
電極材料を塗工、乾燥、圧縮、スリットして電極を製造します。その後、組立、検査、パッケージングまでが一連の二次電池の製造工程になります。 本記載例はあくまで一例です。
製造工程イメージ
二次電池製造工程におけるロールtoロール搬送制御技術の役割
二次電池の製造の中で、
当社は特に上流の塗工工程においてロールtoロール制御技術を提供しています。
塗工工程では、電極材を金属箔に均一に塗布する必要があり、
高い精度と高い生産速度の両立が求められます。速度を落とせば生産性が下がり、精度が不足すれば品質に影響するため、この両立が重要な課題です。
そこで重要になるのが、ロールtoロールの、モータ同期制御による張力制御技術です。
材料を高速かつ安定して搬送しながら張力を一定に保つことで、塗りムラやシワの発生を防ぎ、品質と生産性を両立させます。
また、電極材料の塗工においては、
間欠塗工技術と呼ばれる、間隔を空けて溶剤を塗る技術が使用されることがあります。この方法では塗り始めや終わりに盛り上がりなどが生じることがあり、品質の維持が重要です。これに対して当社では、
ステージの位置決め技術をバルブの開閉駆動に応用し、制御による改善を図っています。
このようにロールtoロール搬送制御技術は、最終的な二次電池の品質（性能）と生産効率を支える重要な基盤技術です。
既設装置の搬送精度の向上・安定化を図りたいなどご希望がございましたら、まずは当社へお気軽にお問い合わせ下さい。