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)已宣布开始一项合作(以下简称本次合作),旨在优化电池制造中的混炼*1制程条件。 本次合作将解决一个挑战:电池性能受浆料*2制造制程中混炼制程条件的影响极大,而其优化却高度依赖先进的专业知识和经验。混炼领域的先驱栗本铁工所将贡献其长期积累的混炼技术、领域知识和丰富的营运数据。日立高科技则将提供其分析评估技术,以及结合AI和信息学技术的物理AI*3。双方将共同验证混炼制程的优化,以实现高品质高固含量*4浆料的稳定供应并缩短研究时间。这项举措旨在推进和简化高品质浆料制造制程,同时也有助于提高电池性能并在生产启动时提高良率*5。 ■ 本次合作验证预期的效果 - 减少试产和验证工时 - 提高混炼条件研究的效率和先进性 - 稳定生产高品质浆料 - 在批量生产阶段稳定品质并提高生产力 *1 混炼:将多种物质均匀混合,创造出具有新特性的新物质的过程。 *2 浆料: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 高固含量:指从混合物中去除溶剂等挥发性成分后,剩余的非挥发性成分比例较高,即使少量涂布也能发挥高性能。 *5 良率:制造品中良品的比例(良率 = 良品数量 / 制造数量)。 背景 近年来,家电、智能设备和工业设备对包括锂离子电池在内的二次电池的需求持续高涨,因此要求提高制造制程效率和品质稳定性。其中,混炼制程通过均匀混合多种材料来生产浆料,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步骤。然而,在最佳混炼条件下连续生产均匀浆料需要先进的技术能力和专业知识,使其成为一个充满挑战的制程。 栗本铁工所拥有先进的混炼技术,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。其双螺杆连续混炼机「KRC捏合机」可以根据特定目的,通过组合混炼机内部的多个桨叶形状来调整混炼强度。利用这一特点,即使是易于团聚的原材料也能被分散和均质化,从而最大限度地减少连续生产中批量之间的品质变化,实现品质改进和生产力提升。然而,确定最佳的桨叶排列涉及无数种组合和权衡。此外,结合操作条件设置最佳混炼条件一直是一个挑战,高度依赖先进的专业知识和经验。 日立高科技一直为电池、半导体和化学等多个领域提供分析和评估设备,拥有品质控制、评估和测量技术以及针对客户需求的行业专业知识。通过利用数字技术,它还利用材料信息学(MI)*6为材料开发和制造制程提供解决方案*7,作为「One Hitachi」支持制造客户推动DX。 本次合作旨在通过集成两家公司的技术、专业知识和数字技术,解决均匀浆料制造中品质和生产效率的挑战,特别是在过去高度依赖先进专业知识和经验的混炼条件设置方面。 *6 材料信息学(MI):一种技术,集成和分析材料组成、结构、性质和实验条件等数据,并利用AI和数据科学来预测材料性质和设计最佳材料。 *7 2025年1月宣布的新闻稿。 具体措施 (1) 利用日立独特的生成式AI技术优化混炼制程条件 通过将从专利和学术论文中获得的公开知识,以及从栗本铁工所捏合机手册和桨叶信息中提取的特定知识,输入到日立独特的生成式AI技术中,该系统将为制造理想浆料提出最佳捏合机设置和混炼制程控制条件。这种方法即使在过去缺乏足够的实际机器试验数据的情况下,也能根据知识提供具体方向。这项技术的利用旨在缩短研究时间并减少试验和实验的次数。 (2) 利用制程信息学(PI)*8的混炼条件