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実験室で先進的なバッテリー材料を生産することは挑戦であり、工業規模で同じ材料を安定して生産することは別の挑戦です。Sila社はそのシリコンカーボン陰極技術の製造においてマイルストーンを達成しました。ワシントン州モーゼスレイクにある同社の施設はISO 9001:2015認証を取得し、これはその生産が商業規模に向けて徐々に進展していることを示しています。この認証は工場の背後にある品質システムに焦点を当てています。シリコンベースの陰極にとって、安定した生産を維持することは材料自体の開発と同じくらい重要かもしれません。シリコンは従来のグラファイトよりもはるかに多くのリチウムを蓄えることができますが、充電と放電の過程での膨張傾向がそのより広範な応用を制限しています。
バッテリー開発者は長年にわたりシリコン陰極を追求してきました。そのエネルギー貯蔵の可能性からです。ほとんどのリチウムイオンバッテリーは依然として主にグラファイト陰極に依存していますが、シリコンはグラファイトよりもはるかに多くのリチウムを蓄えることができます。しかし、繰り返される膨張と収縮は陰極を損傷し、バッテリーの寿命を短くします。この工学的問題を解決することは挑戦の一部に過ぎず、製造業者はますます増加する生産ロットの中で材料を安定して再現する必要があります。原材料や加工条件のわずかな変化でもバッテリー性能に影響を与える可能性があります。したがって、生産を拡大するには製造プロセスを厳密に管理する必要があります。
Sila社がモーゼスレイク工場でシリコンカーボン陰極の商業生産を実現
Silaのモーゼスレイク工場では、同社のシリコンカーボン陰極材料であるTitan Siliconを生産します。この施設は、輸送やその他の先進技術の生産を増加させることを目的としています。自動化は一貫性を推進し、この施設は手動製造プロセスで発生する可能性のある変異を減らすことを目的とした自動化生産システムに大きく依存しています。Silaの製造実行システムは生産レシピと原材料の需要を管理し、加工開始前に反応器の準備状況を確認します。材料の追跡可能性はこのシステムのもう一つの重要な部分であり、同社は材料が到着してから加工、分析、最終出力に至るまでの全過程を追跡できます。
これらの管理措置は非常に重要です。なぜなら、バッテリー製造業者はバッテリーセルの生産に予測可能な材料を必要とするからです。陰極の変化は大量のバッテリーセルの性能に影響を与える可能性があります。自動制御は、繰り返される生産サイクルの中で一貫した条件を維持するのに役立ちます。Silaはまた、信頼性のある材料出力をサポートするために冗長システムを使用しています。生産量が増加するにつれて、同社はこれらの基準を維持する方法というより大きな試練に直面しています。商業製造は、小規模生産で隠れていた課題を明らかにする可能性があります。SilaはIATF 16949認証を追求する計画もあり、この自動車基準はモーゼスレイクが車両製造業者からのより厳しい要求に対応する準備を整えることを可能にします。
Silaはカリフォルニア州アラメダにある工場でもTitan Siliconを生産しています。同社によれば、この工場は7年以上連続して稼働しており、95%以上の生産量を維持しています。モーゼスレイクはこの技術のより大規模な製造テストを代表しています。ワシントン州の施設がシリコンカーボン陰極が著しく大きな生産量に拡大できることを証明できるかどうかはまだ観察中です。連邦資金はこの努力を加速するのに役立つかもしれません。Silaは最近、国防総省の戦略資本局から最大14億ドルの条件付き融資の約束を受けました。
この資金はモーゼスレイクの追加生産能力を支援します。国内生産の増加は、米国が先進バッテリー材料に関して海外の供給業者に依存することを減少させる可能性もあります。
この認証は商業的成功を保証するものではありませんが、Silaが次の生産段階に進む前に品質管理を確立したことを示しています。
項目 規格 バッテリー容量 未提供 プロセッサ/SoC 未提供