株式会社栗本铁工所(以下简称栗本铁工所)与株式会社日立高科技(以下简称日立高科技)已于近日开始一项旨在优化电池制造中混炼*1制程条件的合作(以下简称本次合作)。 本次合作旨在解决电池性能影响重大的浆料*2制造过程中,混炼制程条件优化高度依赖专业知识与经验的挑战。混炼领域的先驱栗本铁工所将其多年来积累的混炼技术、领域知识和丰富的营运数据,与日立高科技所拥有的分析技术、AI及信息技术相结合,运用实体AI*3。双方将共同致力于混炼制程的优化及缩短研发时间,以实现高品质高固形份*4浆料的稳定供应。此举将推动高品质浆料制造制程的升级与效率化,同时为电池性能提升及量产启动时的良率*5改善做出贡献。 ■本次合作验证预期效益 - 减少试作与验证工时 - 提升混炼条件研讨的效率与精密度 - 稳定制造高品质浆料 - 量产阶段的品质稳定化与生产性提升 *1 混炼:将多种物质均匀混合,创造出具有新特性的物质。 *2 浆料:粉体或液体等多种电池材料与溶剂一同混炼的混合物,涂布、干燥于铝或铜等集电体上,作为电极使用。 *3 实体AI:与株式会社日立制作所合作开发并提供。 *4 高固形份:混合物中扣除溶剂等挥发性成分后,剩余非挥发性成分占比高,能以少量涂布实现高性能。 *5 良率:制造品中合格产品的比例(良率=合格品数量/制造总数)。 背景 近年来,家电、智能设备、工业设备等领域对锂离子电池等二次电池的需求持续高涨,制造制程的效率化和品质稳定性变得日益重要。其中,将多种材料均匀混合以制造浆料的混炼制程,因影响电极厚度和密度的精确性,被视为影响电池性能的关键环节。然而,要在最佳混炼条件下连续稳定地生产均匀浆料,需要高度的技术能力和专业知识,这是一个高难度且具有挑战性的制程。 栗本铁工所拥有先进的混炼技术,并在化学工业和下一代电池材料领域的制造制程开发加速方面做出了贡献。该公司使用的双轴连续式混炼机「KRC Needer」的混炼制程,可以通过组合机内多个桨叶形状来调整混炼程度,以应对不同目的。利用这一特性,即使是容易凝聚的原料也能被分散和均匀化,并在连续生产中将批量间的品质波动降至最低,实现品质与生产性的双重提升。另一方面,要找出最佳的桨叶排列方式,存在无数的组合和权衡。此外,要结合操作条件设置最佳混炼条件,一直以来都面临着高度专业知识和经验依赖的挑战。 日立高科技一直为电池、半导体、化学等广泛领域提供分析与解析设备,拥有符合客户需求的品质管理、评估与测量技术以及行业知识。同时,通过运用数字技术,提供运用材料信息学(MI)*6的材料开发与制造制程解决方案*7,以「One Hitachi」的理念支持制造业客户推进DX转型。 本次合作旨在通过集成两公司的技术、专业知识、领域知识和数字技术,解决均匀浆料制造中品质与生产效率的挑战,这些挑战过去高度依赖于专业知识和经验来设置混炼条件。 *6 材料信息学(Materials Informatics):一种综合分析材料组成、结构、物性、实验条件等数据,并利用AI和数据科学预测材料特性及设计最佳材料的技术。 *7 2025年1月发布的新闻稿。 具体措施 (1) 运用日立独特的生成式AI技术优化混炼制程条件 通过将专利和论文中获得的公开知识,以及从栗本铁工所混炼机手册和桨叶信息中提取的专有知识,输入日立独特的生成式AI技术,合作将提出最佳浆料制造的混炼机条件设置和混炼制程控制条件。即使过去缺乏足够的实际设备试作数据,也能提供基于知识的具体方向。这项技术的运用旨在缩短研发时间并减少试作与实验次数。 (2) 制程信息学