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ドイツFraunhofer-Gesellschaft（フラウンホーファー研究機構）のレーザー技術研究所（ILT）は、リチウムイオン2次電池（LIB）の製造工程を改善するレーザー技術を開発した。具体的には、負極材の乾燥工程における消費エネルギーを半減する技術と、LIBの出力密度と寿命を向上させる技術の2つ。世界最大級の産業展示会「HANNOVER MESSE 2023」（2023年4月17～21日、ドイツ・ハノーバー）にコンセプトを展示した。
開発したレーザー技術のモックアップ
写真上部のレーザーヘッドから下部の銅箔（LIBの負極）に向けてレーザー光を照射する。展示ではレーザー光を模した緑色の光を当てる様子を見せた。（写真：日経クロステック）
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レーザー技術を用いてLIBの負極を製造する流れ
図中では左から右に銅箔が流れており、負極を連続的に製造する様子を示している。従来はスラリーの乾燥に連続炉を用いていたが、レーザー技術に置き換えた。（写真：日経クロステック）
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1つ目のレーザー技術を用いた負極材の乾燥工程では、従来の乾燥炉を使った工程と比べて、エネルギー消費を半減した。一般的な乾燥工程では、黒鉛（グラファイト）を含む負極材を液体状の混合物（スラリー）にして銅箔に塗布し、乾燥させてシート状の負極とする。フラウンホーファーによると、現在の乾燥工程は160～180℃の連続炉で行われ、大型設備が必要となる。
そこで、ILTの研究者らは、乾燥工程にダイオードレーザーを用いた。波長980nm、出力6000Wのレーザーを照射すると、黒鉛の粒子がレーザーのエネルギーを吸収して発熱。液体が蒸発して乾燥する仕組みで、従来よりも高い蒸発速度が得られる。「LIBの製造工程のうち、乾燥工程のエネルギー消費は全体の27％を占める」（フラウンホーファー）。よって、今回のレーザー技術で製造工程全体の13～14％のエネルギーを削減できる計算になる。設備の設置面積も、従来の乾燥炉と比べて60％削減できるという。
レーザー技術を使った乾燥
銅箔に塗布した電極層を乾燥させる様子。（出所：フラウンホーファー研究機構）
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