70.ENERGY · HypSi™ 電気機械式プレリチウム化
プレリチウム化を、時間単位から秒単位へ。
リチウムの導入とSEIの事前形成を1つの工程で行う、特許取得済みのロール・ツー・ロールプロセス。各工程は最短70秒から。
プレリチウム化技術、装置、サービスを提供します。
- 各工程、最短70秒から
- ロール・ツー・ロール対応
- SEIを事前形成
- 日本・米国・中国で特許取得
HypSi™：実験室から工業生産ラインへ
70.energyの電気機械式プレリチウム化の産業化ソリューション。リチウム導入とSEI事前形成を1つのロール・ツー・ロール工程に統合し、各工程を最短70秒から実施します。
実証された性能
| 指標 | 値 | 状態 |
|---|---|---|
| エネルギー密度 | 336 Wh/kg | 実証済み（検証済みセル、15.24 Ah） |
| サイクル寿命 | A/C = 2で約500サイクル | 実証済み |
| フルセル初回サイクル効率 | 最大99 %を実現可能 | 実証済み |
| セルコストへの影響 | −15 %～−25 % | LFP、社内ケーススタディ |
今後の開発目標
- エネルギー密度
- > 350 Wh/kg
- サイクル寿命
- 1,000～2,000サイクル
実証値は検証済みセルの結果に基づきます。目標値は開発目標であり、保証される結果ではありません。最終的なセル性能は、正極、電解液、セル設計に依存します。コスト値は社内のLFPケーススタディに基づき、セル設計によって異なります。
課題
制御不能な開発パスに陥ることなく、より高いエネルギー密度を
電池開発者は、使用可能なエネルギー密度の向上、初期容量損失の最小化、新材料の検証、電池性能の改善という課題に直面しています。これらの課題には、黒鉛、シリコン、複合負極、その他の先進活物質、バインダー、電解液、そしてすべての構成要素間の相互作用が関わります。
未解決の課題
- どのプレリチウム化手法が用途に適しているか？
- どの活物質、バインダー、電解液が適合するか？
- どれくらいのリチウムを導入すべきか？
- どの材料に適したプロセス開発を試験すべきか？
- 膨張や劣化をどう管理できるか？
- 実験をどうすれば再現可能かつ比較可能にできるか？
- どの研究用装置がプロジェクトに適しているか？
- 提案するプロセスは技術的・経済的に実現可能か？
商業的な影響
- 開発期間の長期化
- 実験の繰り返しとコスト増大
- 顧客プロジェクトの遅延
- 投資リスクの増大
- 必要な性能目標への未達
私たちは、材料、化学、プロセス開発、そして適応可能な実験室装置を、一つの体系立てた開発パスに統合します。
私たちについて
ベルギー・日本チーム
ベルギー・日本のチーム：欧州でのプロジェクト対応と、日本の材料・プロセス専門知識を組み合わせています。
プレリチウム化技術、装置、サービスを提供します。 プロジェクトは私たちが直接担当し、技術と装置は日本のパートナーとともに開発しています。
生産
あらゆる負極タイプをプレリチウム化 — さらにプレリチウム化シリコン負極も生産
日本のパートナーが運営する研究用ロール・ツー・ロールラインで、すでにプレリチウム化シリコン負極を生産しています。並行して、欧州のサプライチェーンを活用し、欧州での製造をスケールアップしています。
- シリコン、黒鉛、複合負極のプレリチウム化
- 日本のパートナーの研究用ロール・ツー・ロールラインでシリコン負極を生産
- 欧州のサプライチェーンによる欧州製造のスケールアップ
- フルセル初回サイクル効率を最大99 %まで実現可能
- A/C = 2で約500サイクルを実証（セル設計に依存）
材料を問わない
シリコンだけの課題ではありません
プレリチウム化はシリコン専用の技術ではありません。この技術の適用範囲は、エネルギー輸送や貯蔵にリチウムイオンを使用する電池セル化学全般に関係します。
黒鉛、シリコン、複合負極、その他の先進活物質を、バインダーおよび電解液システムとともに評価できます。あらゆる材料への万能な適合性を意味するものではなく、適合性は材料システム、セル化学、目標性能、プロセス条件に依存します。
出発点
どのような課題に取り組んでいますか？
多くのプロジェクトは、一つの具体的な問いから始まります。ご自身に最も近いものをお選びください。
新素材を検証する
新しい負極材料、バインダー、電解液が、規定のプレリチウム化条件下でどのように振る舞うかを評価します。
続きを見る →初期容量損失を低減する
リチウム量と材料に適したプロセス開発を用いて初期容量損失にどう対処できるかを検討します。
続きを見る →エネルギー密度を高める
より高い利用可能エネルギー密度を目指した材料とプロセスの組み合わせを検討します。
続きを見る →バインダーと電解液を最適化する
構造化された試験シーケンスの中で、活物質・バインダー・電解液システム間の相互作用を評価します。
続きを見る →自社内のプレリチウム化プロセスを開発する
既存の開発ワークフローに適合した、再現可能な研究プロセスを構築します。
続きを見る →研究用装置を選定・調整する
電極フォーマットに応じて、コンパクト型、モジュール型、バッチ型、連続型の装置構成を比較します。
続きを見る →技術的・経済的な実現可能性を評価する
開発プログラムに着手する前に、目標性能、手法、必要な労力を検討します。
続きを見る →ワンストップ
技術・装置・専門知識
通常は個別に調達される3つの能力を、一つの開発パスに統合しました。
開発プロセス
目標性能から検証済みの結果まで、7つのステップ
実験の再現性と比較可能性を保つ、体系立てた手順です。
- 01
目標性能を定義する
開発作業が支えるべき電気化学的・商業的な目標を明確にします。
- 02
材料とセル化学組成を分析する
活物質、バインダー・電解液システム、電極設計、セルフォーマットを確認します。
- 03
プレリチウム化手法を比較・選定する
材料システム、開発段階、装置環境に照らして、利用可能な手法を比較検討します。
- 04
予備的なリチウム量を算出する
実験で検証するための初期ドーズ量の推定値を導出します。
- 05
材料に適したプロセスを開発する
選択した材料システムに適した手法を70.energyとともに開発・検証します。
- 06
適切な研究用装置を構成する
電極フォーマット、スループット、モニタリング要件を装置構成に反映させます。
- 07
電気化学的結果を検証する
結果の再現性と比較可能性を評価し、開発手法を改良します。
方法の選定
7つのアプローチを、プロジェクトに照らして比較
常に最適な単一の方法はありません。正しい選択は、材料システム、開発段階、装置環境、目標性能、経済的要件によって異なります。
| アプローチ | 原理 | 主な想定用途 |
|---|---|---|
| 電気機械式プレリチウム化（HypSi™） | 制御された条件下で電気化学的移動と機械的接触を組み合わせ、1つの連続工程でリチウム導入とSEI事前形成を行います。 | リチウム量の制御、速度、ロール・ツー・ロール統合を同時に必要とする開発および生産。 |
| 電気化学的プレリチウム化 | 専用の処理工程で電気化学的な移動によりリチウムを導入します。 | リチウム量を精密かつ再現性高く調整する必要のある開発作業。 |
| 化学的プレリチウム化 | リチウムを含む試薬系との化学反応によってリチウムを導入します。 | 材料スクリーニングや、電気的プロセス工程を避けたい場合。 |
| 直接接触プレリチウム化 | 規定の条件下で、電極をリチウム源と接触させます。 | 電極レベルの試験や、作製済み電極シートの比較研究。 |
| 正極添加剤 | リチウム供与添加剤を正極配合に組み込み、フォーメーション中にリチウムを放出させます。 | 既存の正極塗工工程に追加のリチウム源を組み込むアプローチ。 |
| 安定化金属リチウム粉末（SLMP） | 保護殻を持つ金属リチウム微粒子を負極に塗布します。電解液注入後に保護殻が溶解し、リチウムが負極へ移動します。 | 既存の電極塗工ラインに近い工程を活用するアプローチ。 |
| 気相プレリチウム化（PVD） | 真空中での物理蒸着により、負極上に薄いリチウム膜を形成します。 | 研究やパイロット試験で、非常に均一かつ精密なリチウム量の膜を必要とする場合。 |
対象となる方
リチウムイオン系システムを開発するチーム
- バッテリーセルの開発者・製造業者
- 全固体電池の開発者・製造業者
- リチウムイオンキャパシタの開発者・製造業者
- 負極・活物質メーカー
- バインダー・電解液の開発者
- 独立系研究機関・研究所
- 大学および学術研究チーム
主な役職には、CTO、研究開発責任者、ラボマネージャー、電池・材料科学者、プロセスエンジニア、イノベーションマネージャー、CEO、会社経営者などが含まれます。
応用例
実際の適用例
- 民生用電子機器
- ドローンおよびロボティクス
- 電動モビリティ
- 航空・宇宙分野
- 産業用電源用途
- 高性能研究用セル
- 次世代バッテリーシステム
シリコン主体の負極コンセプトに取り組んでいますか？ フルシリコン負極開発ページをご覧ください。
実験室装置
プロジェクトごとに構成する適応可能な装置
4つのカテゴリーで、初期スクリーニングから実験室での連続電極ハンドリングまでを幅広くカバーします。
- コンパクト研究用装置
- モジュール式研究システム
- 電極シート用バッチ装置
- 連続式ロール・ツー・ロール装置
装置の画像はイメージであり、実際の製品写真ではありません。
科学的信頼性
ジェネラリストの供給元ではなく、専門家チーム
佐藤博士
専任の科学的専門家
佐藤正春博士は、電池材料およびセル研究分野で数百件件の論文実績を有しています。
電池研究開発
豊富な研究経験
負極・正極、電解液・セパレータ、シリコン・有機材料、プレリチウム化、そして電池コンセプト全般。
ラボ＋プロセス
装置とプロセスの両面での能力
適応可能な実験室装置とプロセス開発・パラメータ調整を組み合わせています。
ナレッジベース
プレリチウム化用語集
あらゆるプロジェクトで登場する用語を、平易かつ正確に説明します。
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