在用於純電動汽車（EV）電池的製造工序中，日本的相關設備企業顯示出存在感。日本的設備廠商向松下等的電池工廠交付製造設備，還在最尖端電池的開發方面支撐軟銀等。不過，中韓兩國企業也在迅速追趕，像半導體製造設備那樣，日本保持競爭力的阻礙很高。

   

      日本最大電池塗佈機廠商Hirano Tecseed不斷收到「想增産電池，請告知何時能交付設備」等來自國內外電池企業的諮詢。2020年度的未交貨訂單達到261億日元，比上財年增加約7成。該公司社長岡田薰説：「已告知新增客戶，‘交貨期將是2年之後’」。

   

 每台售價10億日元的設備

   

      塗佈機是用於電極製造、長達100米的橫向長的設備。在厚度僅數微米的金屬箔上塗上很薄的材料，通過熱風吹乾，為了避免起皺而捲繞起來。有些型號具備每分鐘加工約100米金屬箔的能力，價格達到每台10億日元（約合人民幣551.3萬元）。

   

     鋰離子電池以電極、隔離層和電解液為主要零部件，通過鋰離子在正極和負極之間移動實現充放電。電極發揮收納離子的架子的作用，塗在金屬箔上的材料成為決定電池容量的關鍵。材料的搭配因電池不同而有所不同，Hirano Tecseed擁有找出塗在金屬箔上的厚度和熱風溫度最佳值的技術。

 

Hirano Tecseed的塗佈機的交貨有些要等2年

 

     電池經過（1）混合（2）塗佈（3）乾燥（4）捲繞等工序之後完成製造。日本名古屋大學未來社會創造機構的客座教授佐藤登指出，「製造設備影響電池的生産速度和成本」。

 

      被視為全球最大規模的松下的美國工廠運作14條生産線，以每秒60個的速度生産電池，能高速持續生産高品質電池的設備不可或缺。

 

       憑藉鋰離子電池開發獲得諾貝爾化學獎的吉野彰把疊加捲繞電極和隔離層的工序列為容易出現殘次品的「困難工序」。採用的是大量內置滾輪的「捲取機」，由CKD和皆藤製作所（滋賀縣草津市）生産。

 

       如果捲取之際電極等的位置出現偏移，或過度延展隔離層，有可能導致電池起火。CKD的自動機械事業本部的部長田代伸幸表示，「即使原材料優良，也可能被糟蹋。這是猶如‘烹飪’的工序」。CKD發揮通過電子零部件的電容器製造設備積累的控制技術，將電極的位置偏移控制在0.3～0.5毫米以內。

 

 檢查和性能測試設備也受到關注

 

      檢查和性能測試的精度也關係到安全性。日本的測試設備企業ESPEC(愛斯佩克)在宇都宮市內工業園區擁有電池評估設施，國內外的電池技術人員不斷來訪。這是為了檢測在反覆充放電或施加衝擊和加熱之後，是否符合純電動汽車電池的安全標準。軟銀在該設施內設有最尖端電池的研發基地。

 

    

      ESPEC董事濱野壽之表示，「這是能測試聯合國規定的全部9個項目的日本唯一的設施」。在向日本車供應電池之際，必須在ESPEC的設施接受測試。世界最大車載電池廠商中國寧德時代新能源科技（CATL）也會派遣技術人員。ESPEC將利用通過汽車零部件的測試設備積累的溫度控制技術，均等地保持設備內的溫度和濕度，提高測試的精度。

  

      在純電動汽車電池領域，以中韓兩國的電池企業為中心，大規模投資相繼啟動。美國麥肯錫（McKinsey & Company）統計顯示，全球向電池工廠建設投入的金額到2030年預計超過3000億歐元。此前被視為「小眾領域」的電池相關設備正在成為巨大市場之一。

 

汽車廠商和電池廠商都在使用ESPEC的測試設備

 

      此外，設備的增産也日趨積極。片岡製作所2022年將在京都市內的工廠把電池測試設備的産能提高至約2倍。該公司是測試設備的世界最大廠商，市佔率達到約2成。日本製鋼所也計劃在2025年之前，將隔離層的製造設備的産能比目前增加7成。

 

   對中韓企業有危機感

 

      如此推動日本企業採取行動的是對中韓企業崛起的危機感。Hirano Tecseed社長岡田薰表示中韓企業「連設計缺陷都複製」，指出正在提升技術實力。CKD的田代伸幸部長表示，「電池設備已演變為價格競爭」。作為主要客戶的日本電池企業在全球市場正在喪失份額，這也成為逆風。

 

CKD的「捲取機」將電極的位置偏移控制在最小限度

 

      一家設備企業的高管透露，「歐洲企業的行動也令人擔心」。德國博世和大眾宣佈成立涉足電池生産系統的合資企業。歐洲各國正在積極培育當地的電池産業，當地企業也給予積極回應。

 

      在這種情況下，也有企業轉向能發揮自身技術實力的最尖端電池尋找活路。日本粉體設備企業powrex（派沃斯）正在積極發展塗佈塗在電極上的材料表面的設備。

 

   

      作為全固態電池用設備，powrex已開始向汽車廠商和研究機構供貨。powrexde的官網相繼收到「希望利用貴公司設備進行測試」「請告知價格」等國內外的諮詢。

 

      全固態電池將電解液改為固體電解質，容易兼顧安全性和高容量。另一方面，存在離子在跨過電極和電解質的邊界之際電阻增大這一課題。因此，對電極材料實施塗佈，使離子易於移動的技術受到強烈關注。

 

powrex的「塗佈設備」採用了製藥設備的技術

  

      powrex的設備從容器之下送風，混入粉末狀的電池材料，從旁邊像噴霧一樣噴射塗料。利用這種技術，能夠形成均一厚度約5奈米的薄膜。這採用了powrex通過主力的藥品製造設備積累的藥片塗佈技術。

 

      日本的鑄造設備企業新東工業把用於電極上延展塗佈材料的沖壓機應用於全固態電池。此外，還與從事電池開發的APB展開合作，正在開發安全性高的「全樹脂電池」的量産設備。

 

     汽車的電動化在各國和地區迅速推進，在産業政策上，電池的重要性也在提高。日本的電池産業一直通過設備和材料等相關企業的合作磨練技術。要在世界上維持競爭力，與設備企業的密切關係今後將變得更加重要。

 

  日本經濟新聞（中文版：日經中文網）梅國典

    

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