日立ハイテク＆パウレックスバッテリーカソードコーティングを物理AIで最適化

株式会社日立ハイテクは、同社のフィジカルAIプラットフォーム「HMAX Industry」を活用し、全固体電池向け正極活物質のコーティング工程最適化に向けて株式会社パウレックと提携しました。この協業により、データ駆動型の技術ソリューションを導入し、産業用バッテリー製造におけるプロセス開発の標準化と加速を図ります。

全固体電池の劣化抑制への取り組み
全固体電池では、正極活物質と固体電解質との界面で抵抗成分が形成されるのを防ぐため、特定の製造プロトコルが求められます。出力劣化を抑制するには、正極粒子をリチウム伝導性酸化物被膜でコーティングする必要があります。従来、均一な被覆と精密な膜厚を実現するには、専門技術者のノウハウに大きく依存した膨大な試行錯誤が必要でした。日立ハイテクとパウレックの協業は、高度な計測技術と産業用オートメーション、プロセスインフォマティクスを融合させることで、この運用の複雑さを解決します。

プロセスインフォマティクスと分析技術の統合
本ソリューションは、パウレックの流動層コーティング装置データと日立ハイテクの計測能力を統合するものです。パウレックは粉体処理ハードウェアおよび運転データの生成を担当し、極めて複雑な粒子形状に対するエンジニアリング知見を提供します。日立ハイテクは、蛍光X線分析装置（XRF）や走査型電子顕微鏡（SEM）を用い、複雑な前処理を必要とせずに被覆サンプルの評価を行います。得られた計測データは、日立のプロセスインフォマティクスプラットフォーム「PROACCELA」で処理され、最適なプロセスパラメータの算出・特定が行われます。

定量的評価と実装
実証フェーズでは、多様な製造条件下で処理されたサンプルを評価し、膜厚、均一性、界面特性を測定するための定量的な評価手法を確立しました。装置の運転データと過去の性能指標は統合データテーブルに集約され、本プロセス向けの新たなデジタル基盤を形成しました。AIアルゴリズムがこのデータセットを解析して、プロセスパラメータ、材料特性、最終的な電池性能間の因果関係を解明し、再現性の高いコーティング条件を導き出しました。

運用のメリットと産業用途
本技術の対象分野には、次世代全固体電池を利用する電気自動車（EV）用電源システムやエネルギー貯蔵システムが含まれます。人手による試行錯誤からデータ駆動型プロセスへ移行することで、製造の安定性を高め、ラボでの研究開発から量産施設へのスケールアップにかかる期間を短縮します。両社は、2030年に向けて拡大が見込まれる全固体電池市場を視野に入れ、これらの最適化されたコーティングプロトコルを「HMAX Industry」スイートの一部として商用化することを目指しており、将来的には化学や医薬品の粉体プロセスへの応用も計画しています。

Evgeny Churilovによって編集された、Induportalsメディア-AIによって適応されました。

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