金属多孔体セルメット?

住友电工グループが蓄积してきたモノづくり技术~笔颁、携帯电话、贬贰痴など、时代の要请に応じたセルメット?~

気孔率98%の金属多孔体、进められた用途検讨

1967年、英国?ダンロップ社で開発された発泡金属が住友電工に紹介された。後に商標登録されるセルメット?である。それは骨格が3次元の網目状の構造になった金属多孔体だった。それまでの構造や製法では気孔率に限界があったが、最大98%の気孔率(全体積に占める空間の割合)という大きな特徴を持っていた。そのため気体や液体が流れやすく、孔の中に大量の物質を充填でき、接する面積も大きい。また、目的に応じた大きさで製造が可能であり、軽量で強度が高いことも従来にはない特徴だった。技術陣は大きな可能性を感じ、1970年から研究开発を開始した。この材料は何に適用できるのかが問題だった。電池や触媒担持体への応用が有望と考えられたが、最初に商品化されたのは、1974年の灯油気化器用部品だった。その後、自动车排気ガス浄化装置触媒担持体としての開発や電池用電極材としての研究开発が進められた。

「连続めっき」の実现、ニッケル水素电池への适用

1976年、家电メーカー向けに电池用电极材を长尺で作るための试作机を导入し、本格的に连続めっきの技术开発がスタート。现在も原型は同じ连続めっき装置が稼働しているが、大小さまざまな改善がされている。设备の稼働により、大幅なコストダウンを実现したことはセルメット?の歴史の中でも画期的だった。

ノートPCや携帯電話の普及に伴い、小型で高エネルギー密度型の充電池(二次電池)開発も活発になっていった。電子機器向けとして、比較的早い段階から使用されるようになったのはニッケル-カドミウム電池であった。当初、ニッケル- カドミウム電池の正極は焼結法で製造された金属多孔体が使用されており、気孔率は最大でも80%程度であった。しかし、電池の高容量化に伴い電極内部になるべくたくさんの活物質を充填する必要が生じたことから、1981年に気孔率の高いセルメット?が初めて採用され、以降順当に置き換えが進展した。
そして、电池の高容量化に伴いニッケル水素电池の电极にもセルメット?が採用され、普及が拡大した。

常務執行役員(取材当時) 導電材料?機能製品事業本部長 斉藤 英敏
常務執行役員(取材当時)導電材料?機能製品事業本部長 斉藤 英敏

この時期、グループ会社である富山住友电工(株)(以下、富山住友電工)がセルメット?の量産を担うようになる。自动车業界ではエコカーの需要が高まり、1997年、国内自动车メーカーが世界初の水素電池モジュールを搭載したHEVを発売、ニッケル水素電池の集電体としてセルメット?が採用された。この頃、バス?トラックのディーゼル排気ガスフィルターの開発担当だったのが、現在、常務執行役員の斉藤英敏だった。

「性能とコストの面で目途が立たずフィルター开発からは撤退。2001年富山住友电工の技术部に配属されました。当时セルメット?は、主力であった携帯电话やデジカメ用のニッケル水素电池がリチウムイオン电池に置き换わっていき、需要が急减、事业は赤字に転落していました」(斉藤)

事业撤退の声も闻こえる中で、斉藤ら富山住友电工のメンバーが着手したのが彻底したコスト低减プロジェクトだった。携帯电话やデジカメ以外の民生用途でニッケル水素电池は需要があり、海外竞合に打ち胜ち、生き延びるにはコスト低减しかなかったのだ。

富山住友电工(株)
富山住友电工(株)

「とにかくみんなからアイディアをもらった。项目を200に细分化し、地道なコスト低减の取り组みを积み重ね、目标を达成することができました。この时の取り组みがセルメット?事业自体の体质を强化し、后年リーマンショック时や东日本大震灾时でも継続して黒字を维持することに繋がっていきました」(斉藤)

金属异物の彻底した排除という课题解决の取り组み

当時HEV 向けの1stベンダーは技術面でも優勢、住友電工は2ndベンダーだった。そうした中、セルメット?への金属異物混入が大きな問題となった。セルメット?が採用されている電極に金属粉塵などの異物が付着すると、ショートを起こし電気機能は損失する。製造工程において金属異物を徹底して排除する――富山住友電工一丸となった取り組みが開始された。工場入り口でのエアシャワーおよび手洗い、手袋を作業ごとに取り替えるルール化、確認の見える化を進めた。さらに設備の全部品を総点検、部品の一つひとつまで分析器を用いた成分分析によるチェックを行うなど、徹底した工場管理を実施した。

「このような活動が富山住友電工の強みとなり、お客様から高い評価をいただきました。また工場管理のみならず、MFA(Monozukuri Fundamentals Assessment=製造基盤評価)などの客観的指標で住友電工グループの中でもトップクラスのモノ作り力も高く評価され、コスト削減も奏功しました」(斉藤)

金属多孔体セルメット?(拡大画像)
金属多孔体セルメット?(拡大画像)

金属异物混入不具合问题において、文字通りお客様に寄り添い课题解决にあたったことで、富山住友电工が1蝉迟ベンダーに置き换わった。他竞合メーカーも撤退、竞合が入ってくるたびに、异物対策とコストダウンを强化して入りこめる余地をなくしていった。セルメット?はピーク时の2019年、単月で月产100万㎡の生产を达成した。

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