リチウム時の課題

Jun 18, 2023

Rahul Bollini は、リチウムイオン電池製造プラントのセットアップ中に直面する課題を説明する一連の記事を執筆しています。これは、この分野に参入するすべての企業に関連するはずです。 この記事 (シリーズのパート 5) では、プロセスの最適化と従業員のスキル向上に関して、セル製造工場のセットアップ中に直面する課題について説明します。

前述したように、リチウムイオン電池の製造に参入する企業は、チームにリチウムイオン電池の製造プロセスの複雑さを理解してもらうために実験室のセットアップを確立します。 この実験室のセットアップはパイロット規模 (通常は MWh サイズ) までスケールアップされ、その後ギガスケールまでスケールアップされます。 1 つの完全に自動化されたエンドツーエンドの機器ラインは、最大数 GWh に対応できます。

これらの各段階では、プロセスの最適化に関連していくつかの課題が発生する可能性があります。 プロセスの最適化とは、所望の出力を得るために装置に応じて生産プロセスを調整することを意味します。 また、正確なトラブルシューティング手順を使用して、時々精度の問題に対処することも意味します。 プロセス最適化タスクを処理するには、専門知識が必要です。 この記事では、セル製造のさまざまな側面に関連するプロセスの最適化について説明します。

従業員の課題は、スキルアップとセル製造で従うべき厳格な QC (品質管理) 慣行の 2 つのカテゴリに分類できます。 この課題は、新たに出現するすべての高度なテクノロジー分野で同様です。

スキルアップ – スキルアップとは、単に特定の仕事に必要なスキル（基礎、中級、上級）を習得することを意味します。 これには、理論的なトレーニング セッションと実践的なトレーニング セッションが混在する場合があります。 細胞製造などの新しく出現した高度な技術分野に適切なスキル開発指導を提供できる機関 (教育機関または産業機関) を見つけるのは困難です。

したがって、セル製造会社は、最初の従業員 (化学、電気化学、機械、メカトロニクス、エレクトロニクス、電気分野) を技術パートナー企業 (通常はインド国外) に派遣して実践的なトレーニングを受けることを検討します。 専門トレーニングには高額なトレーニング費用がかかるため、これらの企業はそのような従業員をできるだけ長く雇用するために最善を尽くしています。 メンテナンス担当者は、機器、ドライルーム、プラント全体のメンテナンスの業務が類似している製薬業界など、別の分野から雇用することもできます。

QCの実践 – 品質管理はセル製造において最も重要な側面です。 セル製造時の品質慣行を無視すると、セルのグレーディング時の高い不合格率など、生産量に重大な影響を及ぼす可能性があります。 現場では、セルの故障、危険な事故、さらには特定のセルの化学的性質における火災など、長期的な問題が発生する可能性もあります。 厳格な QC プロセスを遵守するには、シックス シグマおよびその他の QC 認証を取得した担当者が必要です。

QC は、原材料の入荷検査、プロセス制御、生産中のパラメータの監視、グレーディング、出荷前検査において非常に重要です。 異物があれば生産プロセスに支障をきたす可能性があるため、相対湿度、露点温度、清浄度の点で、原材料の保管場所やセル生産エリアの周囲の作業条件を適切に維持することも重要です。

QC には、環境を清潔に保つだけでなく、プロセスを正しく行うことも含まれます。 標準操作手順に厳密に従う必要があるプロセスは次のとおりです。

前述の手順のいずれかを無視すると、生産量が低下し、市場価格よりも低い価格でしか販売できない低グレードのセルが多数発生する可能性があります。 通常、セルを活性化し、高温および常温の室内に一定期間放置してエージングした後の自己放電（電圧降下）を調べると、結果が明らかになります。