日立ハイテクはパウレックと、全固体電池の正極活物質表面に施すコーティング条件の最適化に向けた実証を完了した。フィジカルAIを活用し、熟練技術者の経験に依存していた条件探索をデータ駆動型へ転換する。
日立ハイテク、AIで正極コーティングを最適化
日立ハイテクとパウレックは、全固体電池の出力低下や劣化防止を目的とした正極活物質表面のコーティングについて、最適条件を効率的に探索する実証を行ったことを2026年8月20日に公表した。
本件では、パウレックが持つコーティング技術や装置の運用データ、ドメインナレッジと、日立ハイテクの分析・解析技術、AI・インフォマティクス技術を組み合わせたフィジカルAIを活用したという。
安全性が高い不燃性の固体電解質を材料に用いた全固体電池は、リチウムイオン電池の代替として注目されている。しかし全固体電池では、充放電の繰り返しによって正極活物質と固体電解質の界面に抵抗体が発生し、エネルギー出力が低下する可能性がある。その対策として、正極活物質にリチウム伝導性の酸化物被膜を施す手法が用いられている。
一方、均一性や被覆率、膜厚を適切に制御するには、材料の組成や固体電解質との相性、装置条件など複数の要素を考慮する必要があり、従来は実験や試作を繰り返して条件を探索していた。
そこで今回の実証では、パウレックが流動層コーティングしたサンプルに対し、日立ハイテクのXRFやSEMを活用。膜厚や被覆均一性、界面特性などを定量評価する手法を開発し、評価時間の短縮と測定結果のばらつき低減を検証した。
さらに、コーティング装置の運転データや過去の実績データ、評価結果を統合し、日立ハイテクの「PROACCELA」によるプロセス・インフォマティクス（※）を適用した。
その結果、高品質かつ再現性の高いコーティング条件の最適解を導出し、開発期間や生産立ち上げ期間の短縮につながる手法であることが確認されたという。
両社は今後、この成果を「HMAX Industry」のラインアップとして事業化することを目指している。
※プロセス・インフォマティクス：製造・実験の条件や計測データを統合・解析し、性能予測や最適な製造プロセス条件をデータ駆動で導く技術。
開発効率化に期待 データ品質と適用範囲が課題に
今回の取り組みの最大のメリットは、全固体電池の開発における「試行錯誤」をデータ駆動型のプロセスへ置き換えられる点だろう。
熟練者の経験に依存していた条件探索を効率化できれば、実験回数や評価にかかる時間を抑えながら、量産に適した条件へ到達しやすくなると考えられる。研究開発から量産までをつなぐLab to Fabの効率化にも寄与するかもしれない。
一方で、AIによる最適化の精度は、入力される装置データや評価データの品質に左右されることには留意が必要だ。
材料や設備、製造条件が変化した場合、蓄積したデータだけで最適条件を安定して導けるとは限らない。特に全固体電池は材料系や製造プロセスが多様であるため、実際の量産環境でどこまで汎用性を確保できるかが今後の課題になるだろう。
それでも、今回の成果を起点に電池材料のさまざまなコーティングへ適用範囲を広げられれば、フィジカルAIの価値はさらに高まりそうだ。
日立ハイテクは将来的に高機能材料、医薬品、化学などへの展開も検討しているため、製造現場に蓄積されたデータと専門知識をAIで結び付ける動きが広がれば、製造業の開発プロセスそのものが変わる可能性もある。
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