全固体電池関連銘柄のなかで、フロイント産業が注目され始めています。フロイント産業が関連する全固体電池正極の「コーティング技術」について、詳しく紹介します。
フロイント産業は全固体電池正極用のコーティング技術で注目される
フロイント産業が注目を集める最大の理由は、全固体電池正極用のコーティング技術です。液系のリチウムイオン電池でも、正極材へのコーティングすることで充放電に伴う性能の劣化を防ぐ試みが進められています。
フロイント産業は山形大学と第一稀元素化学工業株式会社との連携によって、特殊なセラミックス(ジルコニア)を含むコーティング溶液とコーティング手法を開発しています。
フロイント産業は、医薬業界向けの錠剤にコーティングを行う「装置」を製造しており、同社の造粒や粉体技術が全固体電池向けで応用されています。
フロイント産業はコーティング技術に強い企業としても知られており、産業用・研究開発用途の「ハイコーター」という装置を販売しています。材料メーカーが装置メーカーとタッグを組んで技術開発することは珍しくなく、今回の例も、コーティング材料を開発する第一稀元素化学工業と装置メーカーのフロイント産業が協力しています。
正極材コートは電池の劣化を防止する
全固体電池正極のコーティングのイメージを示します。正極が劣化する主な原因は、電解質(正極と負極の間でイオンが移動する物質)との不適切な反応です。この反応が進むと、正極の表面に不要な物質が生成され、電池の性能が低下することがあります。ジルコニアなどの化合物コートは、正極に保護層を形成する(図右)ことで、不要な化学反応を防ぐためのバリアを提供し、各種の劣化要因から正極を守ります。
コート材料を開発した第一稀元素化学工業は、自動車排気ガス浄化三元触媒や燃料電池車向けの酸化ジルコニウム材料に強みを持っています。第一稀元素化学工業が開発したジルコニア(酸化ジルコニウム)をnmメートル単位で微細化した溶液を、フロイント産業のコーティング装置で正極の表面に覆うとのことです。
転動装置 or 気中懸濁法でコート
コーティング手法の詳細は公表されていませんが、転動装置あるいは気中懸濁法でコートされると考えられます。
フロイント産業のコーティング技術は、正極材料の粒子を投入してその表面にコーティングを施すというものです。転動装置を使った方法は、被コーティング物を転がしながらコーティング材を均一に付ける技術です。これは通常、液体のコーティング剤を使用し、対象物が転動することで全体に均一に広がるよう設計されています。この方法は大量生産や連続的なプロセスに適しています。
小さいロットでは気中懸濁法が一般的によく用いられます。気中懸濁法とは、特定の粉末(例えば、セラミックや金属など)を空気中に浮かせて、高速の風で対象物(ここでは正極の貴金属粒子)に向かって吹き付ける方法です。この風で吹き付けられた粉末が対象物にぶつかって粉末が付着します。
まとめ
コーティング設備を開発するフロイント産業は、全固体電池正極用にもこの設備が活用、この技術が評価され、全固体電池関連でも注目さつつあります。
今後のフロイント産業の成長性は、国内外、特に中国でのの電池需要と、それに伴う各社の設備投資次第と言えます。
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