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)已启动一项合作(以下简称本次合作),旨在优化电池制造中混练*1制程的条件。 本次合作旨在解决浆料*2制造制程中混练制程条件优化高度依赖专业知识和经验的挑战,该制程对电池性能有显著影响。混练领域的先驱栗本铁工所将运用其长期累积的混练技术、领域知识和丰富的营运数据,并结合日立高科技的分析技术、AI和信息学技术,集成为物理AI*3。双方将致力于验证混练制程的优化和缩短研究周期,以实现高品质、高固形物*4浆料的稳定供应。此举旨在提升和简化高品质浆料的制造制程,同时有助于提高电池性能并改善生产启动时的良率*5。 ■ 本次合作验证预期效果 ・减少试作和验证工时 ・提高混练条件研究的效率和先进性 ・稳定生产高品质浆料 ・在量产阶段稳定品质和提高生产力 *1 混练:将多种物质均匀混合,创造出具有新特性的物质。 *2 浆料:由粉末和液体等多种电池材料与溶剂混合而成的混合物,涂布并干燥在铝或铜等集电体上,用作电极。 *3 物理AI:与株式会社日立制作所合作开发和提供。 *4 高固形物:指混合物中去除溶剂等挥发性成分后,剩余非挥发性成分比例较高,即使涂布量较少也能发挥高性能。 *5 良率:制造产品中合格品的比例(良率 = 合格品数量 / 制造数量)。 背景 近年来,锂离子电池等二次电池在家电、智能设备和工业设备等领域的需求持续高涨,因此制造制程的效率化和品质稳定化成为当务之急。其中,将多种材料均匀混合以生产浆料的混练制程,被认为是影响电极厚度和密度精确度,进而影响电池性能的关键制程。然而,在最佳混练条件下连续生产均匀浆料,需要高超的技术和专业知识,这是一个具有挑战性和困难的制程。 栗本铁工所拥有先进的混练技术,并致力于加速化学工业和下一代电池材料领域的制造制程开发。其双轴连续式混练机「KRC捏合机」可根据目的调整混练机内多个桨叶的形状组合,从而调整混练程度。利用这一特点,即使是易于团聚的原料也能分散和均匀化,在连续生产中最大限度地减少批量间的品质差异,实现品质和生产力的双重提升。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,结合操作条件设置最佳混练条件,一直以来都面临着高度依赖专业知识和经验的挑战。 日立高科技迄今已向电池、半导体和化学等广泛领域提供分析和检测设备,并拥有符合客户需求的品质管理、评估和测量技术以及行业知识。此外,它还利用数字技术,提供利用材料信息学(MI)*6的材料开发和制造制程解决方案*7,以「One Hitachi」的形式支持制造业客户的数字转型。 本次合作旨在通过集成两家公司的技术、专业知识、知识和数字技术,解决均匀浆料制造中的品质和生产效率问题,特别是在过去高度依赖专业知识和经验的混练条件设置方面。 *6 材料信息学:一种集成分析材料组成、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和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) 利用日立专有生成式AI技术优化混练制程条件 通过将专利和论文中的公开知识,以及从栗本铁工所混练机手册和桨叶信息中提取的专有知识输入日立专有的生成式AI技术,本次合作将提出制造理想浆料的最佳混练机设置和混练制程控制条件。即使在缺乏足够实际试作数据的情况下,这种方法也能提供基于知识的具体方向。利用这项技术,旨在缩短研究周期并减少试作和实验次数。 (2) 制程信息学