Liイオン電池正/負極材乾燥用マイクロ波オーブン-東京インスツルメンツ

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Demoに関してのご案内

国内デモのご依頼・ご要望を多数頂きまして、日本国内にて下記VFMオーブンのデモを実施しております。

場所：東京都江戸川区西葛西6-18-14（東京インスツルメンツ・東京本社）
デモ対応機種：VariWave
チャンバーサイズ：約35×29×28cm、容量 29リットル

デモをご希望のお客様はこちらよりお問い合わせください。

Liイオン電池正/負極材乾燥用マイクロ波オーブン概要

既存コンベクションオーブン性能向上乾燥スピードアップ！

　「VariDry」（LAMBDA Technologies社製）は、Liイオン電池正/負極材の乾燥スピードを向上させるマイクロ波ブースターオーブンです。お使いのコンベクションオーブンに、このブースターオーブンを増設することで、今よりも3～5倍の乾燥スピードアップが見込めます。幅220㎜までのロールtoロール乾燥工程に対応可能で、塗工機とコンベクションオーブンの中間に設置して使用します。増設面積は長さ１mと省スペース設計で、電力効率も約70％の省エネ化が図れます。
　「VariDry」で使用されるマイクロ波は、特許VFM技術による周波数可変マイクロ波で、材料全体をムラなく均一に加熱できるだけでなく、アルミニウムや銅フォイルなど金属材料に放電を発生させません。VFMの心臓部であるマイクロ波発振器および増幅器は、全て半導体素子で全固体化されており、マイクロ波出力の無段階調整、PID制御による乾燥温度管理、長寿命化を実現しています。非接触温度計で材料温度をモニターしながら、適切な処理温度を保つようにマイクロ波の出力を自動コントロールさせることが可能です。従来のマイクロ波オーブンで問題となる、加熱温度の超過の恐れもありません。

ボイド発生・バインダーマイグレーションを抑制

　「VariDry」では正／負極材を完全に乾燥せずに、最終的な完全乾燥はコンベクションオーブンで行います。コンベクションオーブンのみで乾燥させた正／負極材と比較して、ボイド発生やバインダーマイグレーションが抑制され、非常に均一で緻密な正／負極が形成できます。
　照射されるマイクロ波は、主に極材に含まれる水分や未硬化のバインダーに吸収され、材料全体から急速かつ均一に発熱されて乾燥します。そのため、表面から加熱するコンベクションオーブンで発生しやすいバインダーマイグレーションや、集電帯界面付近での気泡発生がありません。基本的に集電体であるアルミニウム箔や銅箔が、マイクロ波によって発熱することはありません。

■正極材の断面像とバインダー分布比率データ

コンベクションオーブン単体乾燥の場合

VariDryを増設した乾燥の場合

『表面近傍』と『フォイル近傍』でのバインダー含有量の比較
(Advanced Drying Process＝VariDryを増設した場合の乾燥方法）

■負極材の断面像とバインダー分布比率データ

Cu Foil

コンベクションオーブン単体乾燥の場合

Cu Foil

VariDryを増設した乾燥の場合

『表面近傍』と『フォイル近傍』でのバインダー含有量の比較
(Advanced Drying Process＝VariDryを増設した場合の乾燥方法）

特許VFM技術（周波数可変マイクロ波）について

　「VariDry」は、マイクロ波の周波数を可変（高速で掃引）するVFM技術（Variable Frequency Microwave）を搭載しています。この方式を採用するマイクロ波オーブンは、世界でLAMBDA Technologies社のみです。通常の電子レンジや工業用のマイクロ波加熱装置では、2.45GHzの固定周波数が使用されますが、VFMでは周波数5～7GHz帯を高速掃引して使用します。
　通常の固定周波数マイクロ波は、庫内にマイクロ波の定在波が立ち、庫内の電界強度分布は均一とはなりません。常に電界強度の強い部分と弱い部分が発生しており、乾燥ムラの原因となると共に、金属物を入れた際には放電発生の原因となります。一方、常に高速で周波数が変化するVFMは、常に周波数が変化して定在波が立たないため、庫内の電界強度分布が均一となります。電界強度分布に勾配が無いため、金属物を入れても放電が発生しません。よって、リチウムイオン電池の電極材料に使われるアルミニウムや銅のフォイルにも放電を発生させることがありません。

■一般的な固定周波数マイクロ波の場合

2.45GHz固定周波数

電界強度分布シミュレーション

電界強度分布実測データ
ホットスポット発生により
金属材料に放電発生

■VFM(可変周波数マイクロ波）の場合

5～7GHｚ帯可変周波数
（高速波長掃引)

電界強度分布シミュレーション

電界強度分布実測データ
庫内磁場強度均一
金属物への放電なし

VFMオーブンの導入実績

　VFMは、世界的に有効性が実証されて20年以上の歴史と実績がある技術です。主にマイクロエレクトロニクス分野（電子部品の研究・製造）を中心に、インライン量産機用などで、全世界350台以上の装置導入実績があります。 VFMの高い有効性は、幅広い分野での活用で注目されており、装置導入検討が進んでおります。

　・半導体パッケージング（ダイボンディング、封止）
　・半導体ウェハープロセス（アニーリング）
　・産業用プロセス（Web乾燥、ボンディング、コンポジット硬化）
　・リチウムイオン電池の電極乾燥
　・ライフサイエンス（滅菌、化学合成、触媒）
　・自動車産業（炭素繊維の合成材料接着）
　・プラズマ製品（CVDダイアモンド）
　・バイオマテリアル、バイオ燃料の研究
　・医薬品、製薬
　・新素材研究