車載電池製造の内側：セルからパワーパックへ

電池は普通に見えますが、その製造プロセスはかなり複雑です。この投稿では、完成車載電池を例に、電池が最初からどのように製造されるかをお見せします。読めば電源についてもっと知れるはずです。

1. 電池セルはどう生まれるか？

セルは電池システムの最小単位です。電池の集合がモジュールを形成し、これらのモジュールの集合がバッテリーパックを形成します。これが車載動力電池の基本構造です。

1.1 活物質のスラリー化 - 混合

混合工程は、真空ミキサーで活物質をスラリー状に撹拌する工程です。これは電池製造の最初の工程です。この工程の品質管理が、電池の品質と完成品の合格率に直接影響します。

1.2 撹拌スラリーを銅箔に塗布 - 塗布

前工程で撹拌されたスラリーを、分速24フィート（約7.3m/分）で4000メートル長の銅箔に塗布します。塗布前の銅箔はわずか6ミクロンの厚さです。

1.3 銅箔上の正極・負極材を圧縮・分割 - 冷間圧縮と予備切断

製造工場では、ローラーを使用して極板を正負極が接合される位置まで圧縮し、冷間圧縮された極板を生産する電池サイズに合わせて切断します。

1.4 電池の正極・負極を切り出し - 抜き加工とスリッティング

抜き加工は、抜き型機械で電池セル用の導電極タブを形成する工程です。極タブはセル内の正極と負極から導かれる金属導体です。スリッティング工程は、カッターで電池極板を切断する工程です。

1.5 電池セルの試作完成 - 巻き取り

電池の正極シート、負極シート、セパレーターを巻き取り方式で裸セルに結合します。

1.6 水分除去と電解液注入 - 乾燥と注液

水分は電池システムの敵です。電池乾燥工程は、電池内部の水分を基準値まで下げ、電池がライフサイクル全体で良好な性能を発揮できることを保証します。注液はセルに電解液を注入する工程です。

1.7 電池セルの活性化工程 - 化成

化成は注液後のセルを活性化するプロセスで、充放電によりセル内で化学反応が起こり、SEI膜（電解液と負極材料が固液相で反応し、不動態化膜が形成される）が形成されます。このプロセスには、2回目の電解液注入、重量測定、注液口溶接、セル活性化後の気密試験も含まれます。

2. バッテリーパック製造プロセス

単一の電池セルは直接使用できません。多数のセルを保護回路とケースとともに組み合わせて初めて直接使用可能になります。これがいわゆるバッテリーモジュールです。

2.1 供給（フィーディング）

電池セルが設定位置に搬送され、ロボットが自動的に掴んで金型組立ラインに送ります。

2.2 プラズマ洗浄プロセス

各セルの表面を洗浄します。イオン洗浄を用いて、プロセス中の汚染物質がセル底部に付着しないようにします。

2.3 セルへの接着剤塗布

セル組立前に表面に接着剤を塗布します。これが電池の固定、絶縁、放熱を実現します。

2.4 エンドプレートとサイドプレートの溶接

電池モジュールは主にアルミニウム製エンドプレートとサイドプレートで構成され、後にロボットで積層・溶接されます。

2.5 ワイヤーハーネス絶縁板の組立

溶接監視システムが溶接位置を正確に特定した後、ワイヤーハーネス絶縁板の材料バーコードが製造実行システム（MES）に紐付けられ、トレーサビリティのための個別エンコーディングが生成されます。コーディング後、ハーネス絶縁板がロボットで自動的にモジュールに搭載されます。

2.6 電池の直並列接続完成 - レーザー溶接

自動レーザー溶接により、極柱と接続片の接続が完了し、電池の直並列接続が可能になります。

2.7 出荷前の重要テスト - オフラインテスト

生産ラインから出る前にモジュールの全性能をチェックします。モジュール電圧/抵抗、単セル電圧、耐電圧試験、絶縁抵抗試験などを含みます。

3. バッテリーパックの究極のテスト - バッテリーパック安全性試験

実際、初期設計段階から電気自動車は最大限の安全性を確保するためさまざまな手法を採用しなければなりません。しかし、完璧な設計も実践でテストされなければなりません。

3.1 燃焼試験

安全性能の面では、中国の基準は外部燃焼130秒で、電池が発火・爆発しないことです。

3.2 振動試験

振動試験は、実際の使用におけるバッテリーパックの悪路走行状況をシミュレートします。振動が品質の劣るバッテリー製品の部品を緩めたり、ケースを破損させたりするかをテストします。

3.3 衝撃試験

振動試験と同様、衝撃試験はバッテリーパックの機械的安定性をテストします。車両が路面の障害物を通過する際の瞬時の衝撃がバッテリーパック構造に与える影響をシミュレートします。

3.4 圧壊試験（スクイーズテスト）

押出試験の合格基準は、電池が発火・爆発しないことです。

電池についてもっと学びたい場合は、お気軽にお問い合わせいただくかコメントをお寄せください。喜んでお答えします。