STORY制造过程中的电解喷射泵

我们身边的很多产品都需要使用电池。其中锂离子电池和镍氢电池等被称为二次电池的充电式电池已成为电油混合动力汽车以及手机、电脑等当代主要产业不可缺少的物质。
普通的电池中都含有电解液,因此必须在某一工序中将其注入。而且要做到不溢出一滴液,严丝合缝地灌注于电池微小的容量内。
长野自动机械拥有严格的滴液控制技术,最初用于打印机的墨盒注液和液晶注液等有别于电池的领域。并在其基础上将此技术运用于二次电池的制造环节中,今后还将不断进步和创新。正因为我们参与各个领域生产机器的制造,所以我们拥有更宽广的视野,并以此确立了长野自动机械独特的魅力。下面我们就通过采访开发负责人的座谈会形式,在回顾电解液注液泵和液晶注液泵的开发历程的同时,让您感受到这种魅力。

MEMBER参加者介绍

第一技术部 科长

平井 健一

第一技术部 组长

米泽 昌范

第一技术部

长谷川 大知

营业科

坂下 荣一

请您介绍一下第一种液体喷射泵。

米泽 有一个水枪形状的管子,从入口处吸入液体,从出口出将液体灌注到其他部分。这种系统一般称为柱塞泵,或者注液喷嘴。

平井 这个东西有很多厂商都在做,但是在我们着手制造电解液注液泵的前身液晶注液泵时,最让我们头疼的就是选择厂商。他(米泽)把全国的喷嘴制造商一一进行检验,但是能根据客户要求定制的厂商当时只有两家。

米泽 由于用来注入液晶,所以我们极力避免其碰触金属异物,于是就想全部使用树脂来做。而且为了控制注液量,我们提出的要求是可以进行真空注液,但是所有的厂商都从树脂制造这一环节就断言不可能。之前没有一家厂商成功制造出了树脂的柱塞泵。还出现了无法控制注液量和提高精度等问题。

平井 最后,我们决定和这两家厂商进行共同开发。由于液晶和黄金同等高价,一直以来,我们都是在注满液晶的容器内浸入条状玻璃,实在是有太多的浪费。液晶是不能进行再利用的。我们开发出的注液喷嘴在真空环境下几乎不滴液,有效减少了注液环节中的浪费。为了实现少量注液,我们还对喷嘴前端的角度进行了细致的调整。

开发过程中遇到了什么其他的困难吗?

平井 实际上,在完成产品并等待交货的一周前,也就是马上就要投入生产的时候,我们发现液晶里混入了微小的杂质。原来树脂会产生肉眼看不到的毛刺。

米泽 我们飞到福冈县,和拥有在显微镜下摘除毛刺技术的厂商进行了商谈……但是这个问题在一周时间内实在解决不了,最后花了三个多月。

平井 我们试了五、六种解决方案,但还是无法阻止杂质混入,最后,我们死马当活马医,在原本填充着特氟龙树脂的部位,试着把普通的垫圈与之配合使用。结果,圆垫圈虽然也会产生毛刺,但是由于毛刺过粗,无法进入内部,反而看不到杂质了。当时的心情就是“怎么一开始没有想到使用圆垫圈呢,早用这个就好了”,真是让人哭笑不得啊。

米泽 使用圆型垫圈之后,我们担心填充部位会残留空气并进入液晶。所以最初时并没有直接使用。为了消除这种不安,我们把填充物的形状进行了独家调整,使之紧密贴合在垫圈上,起到隔绝并阻断空气的效果。

平井 这些作业非常细致,一般的厂商看了肯定会认为我们是自找麻烦。不过先苦后甜,成功制造出了无杂质的树脂喷嘴,也让我们对这款产品有了绝对的信心。

一直致力于自动化机器制造的公司,这一次却专注于液体泵领域的研发。
自动化机器制造商究竟有没有必要做到这一步呢?

平井 当时我们也想找专业厂商来做。但是发现混入杂质了之后,喷嘴厂商就表示无力回天了,所以我们不得不接下这个重担。转为独自开发了。由于我们是直接从客户那里接单,所以有责任把任务完成到底。
开发液晶注液泵耗费了半年时间,但是最后一并解决了杂质的问题,客户方面非常高兴,还盛赞“非常干净”。那天正好是平安夜。我们两个大男人还在寿司店喝酒庆祝来着(笑)。那是2004年,已经是八年前的事了。

一这也成为了不能接触金属异物的电解液注液泵的开发基础是吗?

坂下 我们接到了定置型大型电池制造商发来的订单,就开始研究能否把液晶注液时培养起的真空注液技术活用起来。

平井 在电解液注液领域,原本有海外的世界品牌呈垄断态势。我们在制造设备时也经常使用其产品。但是,自五年前开始,大型贴膜式这一不同于以往形状的电池,开始广泛运用于汽车和住宅蓄电,导致这一传统品牌的泵无法使用。 以往的电池制造过程是先将电池内部变为真空,也就是电解液易于浸入的状态,然后再进行注液。但是大型贴膜式则需要把电池整个放置于真空环境中进行注液,所以市场现有的泵无法满足此要求。于是,我们决定独自研发在真空环境下直接注液的泵。刚才所说的外国厂商制造的是横向泵,而我们进行独自设计时,偶然发现纵向泵的效果较好。 于是,我们和几位车间人员商量,制造出了第一台实验性的喷嘴注液机。一部分运用了液晶注液技术,泵的部分和吸液真空管是新研发出来的。安装真空管的时候,为了提高吸入速度,我们试验了各种真空管。那时候向我们提供帮助的真空管厂商,现在还和我们有业务往来。

这种开发新技术的创新力是从何而来呢?

平井 自己的事情自己做。我觉得,不光是依靠专业厂商,自己也要历经几年的奋斗,亲身参与到研发过程中去,这样就能积累起自己的技术经验来。

坂下 一旦接受订单,就要担负起各自的责任,永不放弃,奋斗到最后,这就是本公司的长处。

平井 我认为,参与各种产品的开发过程,就能在其基础上接受新的挑战。现在的注液技术也是以往奋斗成果的集大成喔。如果只着手于注液喷嘴的研发这一项的话,我觉得是无法完成这个设备的。

那么今后预定的开发主题是什么呢?

米泽 电池制造包含多种工序,其中尤其让客户们头疼的就是电解液注液工序和通过单位电池的叠片得到高电压的积层工序。注液我们已经做了很长时间,以后我们想增加叠片的方式。因为将来随着电池制造业的进步,即使不需要电解液了,叠片工序还是不可或缺的环节。

平井 我正在参与叠片机的制造,客户想要一个体积缩减为三分之一但性能加倍的机器,现在已经造出机器的雏形了。叠片机有三种积层方式,分别是一张张重叠的“传统叠片方式”和“Z型方式”,还有“制袋方式”。我正在努力尽快把这三种形式的机器都制造出来。

我们经常会听到这种疑问,为何贵公司能够这样持续处在时代的核心领域?

坂下 因为技术部和制造部为我们做了所有的事情(笑)。营业部拿来的活儿全部都来自当代最繁忙最有发展潜力的公司。生产设备并不能用在日常的工作中。而是在制造新产品和着手新领域的时候才用得到。一旦拒绝了客户,就会一事无成。所以我们相信只要是营业部得到的订单,公司上下一定会倾力合作为我们制造出来。

原来如此,我明白了。正因为营业方面和制作方面的互相信赖,才让贵公司的实现力得以延续。非常感谢!