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二軸押出機によるバッテリー電極の開発➀：バッテリー電極製造における二軸押出機の利点

Written by | Published: 04.07.2025

再生可能エネルギーやEVの普及、携帯機器の進化に従い、エネルギー効率の向上と環境保護を両立したバッテリーとその製造方法の開発が進んでいます。この「二軸押出機によるバッテリー電極の開発シリーズ」では、従来の電極製造手法との比較や二軸押出機を用いることのメリットを紹介します。

▼こんな方におすすめです！

  • バッテリー電極製造の効率化、品質安定化を行いたい
  • 研究開発を加速、生産性を向上させるツールを探している
  • 環境やコストに配慮した、新たな製造手法を開発したい

初回はバッテリー電極製造において二軸押出機（二軸スクリューエクストルーダー）どのように利用できるかを紹介します。

バッテリー製造におけるエクストルーダーの利用

バッテリー製造におけるエクストルーダーの利用

上の図に示すように、エクストルーダーはバッテリー製造のいくつかの工程で利用するできます。

    • グラファイト製造

グラファイトと他の陽極材料との混合造粒に使用できます。図の左側の写真は、開放押出型の二軸スクリューエクストルーダーとこれによって造粒されたカーボンブラックパウダーです。造粒されたカーボンブラックパウダーは粉じんが少なく、高い流動性になっています。混合造粒は、無溶媒電極ペーストの製造にも適用できます。

    • セパレーター製造

セパレーターフォイルは押出成形により製造されます。この製造プロセスはすでに開発、確立されています。一方、全固体電池などの新しいコンセプトのバッテリーでは、新たなゲルポリマーセパレーターや電解質の開発が進んでおり、ラボスケールの小型二軸スクリューエクストルーダーが役立ちます。

    • 電極製造

電極の製造においては、陰極や陽極に用いるスラリーの連続混合に二軸スクリューエクストルーダーが役立ちます。従来、電極ペーストを混合するためにバッチ式のプラネタリーミキサーが使用されていますが、これを二軸スクリューエクストルーダーに置き換えることで大きなアドバンテージが得られます。

バッテリー研究開発におけるラボスケール二軸スクリューエクストルーダーの利点

特に研究開発の段階においては小型で卓上に設置できるラボスケール二軸エクストルーダーが有用です。ラボスケール二軸エクストルーダーは数10 g～という微量での混錬が可能なため、少量多品種の試作や、高価な材料を効率的に利用することに向いています。また、小型の装置をグローブボックス内で設置・運用できます。これにより厳しい製造環境でも高い安全性と性能を発揮することが可能です。

グローブボックス

グローブボックスの利点は、高価なドライルームを必要とせずに、小規模でリチウムイオン電池の研究開発を可能にすることです。ドライルームでの操作とは対照的に、エクストルーダーがグローブボックス内に設置されていれば、洗浄のために装置を分解しても、ラボ環境にダストや溶剤が漏れ出さないように保たれます。これにより、有害物質の取り扱いを伴うエクストルーダーの操作がより安全になります。材料や装置の状態も、より安定させられるため、人による汚染の心配もありません。

まとめ

二軸スクリューエクストルーダーはバッテリー電極材料の開発、製造に利用することができ、安全性や効率、生産性での利点があります。次回からは電極材料の製造について具体的な例を紹介します。

関連情報

当社ではさまざまなエクストルーダー製品を取り扱っています。ご興味のある方はこちらよりお問い合わせください。

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