Liイオン二次電池の評価・分析
Liイオン二次電池は、車載用途への適用で市場が拡大しつつあり、さらなる高性能化のために多岐にわたる関連材料の研究・開発が精力的に行われている。当社では、日本製鉄(株)グループで長年培ってきた各種の電池材料評価技術を基に、当社の各種の評価・分析技術を融合して、電池パック・モジュールの性能評価、電池筐体、電極・集電材料、正負極材料など各種の電池部材の評価に取り組んでいます。
電池部材と対応する分析手法
当社では、多様な電池部材評価に対応すべく、様々な分析装置手法を用意しております。
対象物 |
評価項目 |
装置・手法 |
負極/正極 |
活物質 |
化学組成、結晶構造、形態、熱的性質、粉体物性 |
XPS、TEM、SEM、Raman分光、TG-DTA・DSC、TDS、ICP-MS |
導電フィラー |
結晶構造、結晶性 |
XRS、TEM |
バインダー |
化学構造、含有量 |
FT-IR、GC/MS、XPS |
SEI |
化学構造、性状 |
XPS、AES、GD-OES、TOF-SIMS、TEM、SEM |
セパレーター |
構成材料 |
構造、細孔分布、熱的性質 |
SEM、FT-IR、GC/MS、水銀圧入法、TG/DTA,DSC |
集電材 |
箔帯 |
耐食性、導電性 |
電気化学評価、ESCA、AES、電気抵抗測定 |
リード電極 |
箔帯 |
強度、耐食性、溶接性 |
強度試験、腐食試験、接合試験 |
電解液 |
バインダー |
化学構造、組成 |
GC/MS、NMR、FT-IR |
筐体 |
セル |
強度、耐食性 |
強度試験、腐食試験 |
パック |
強度、耐食性 |
強度試験、腐食試験 |
電池全体 |
非破壊試験 |
内部性状 |
X線CT |
組電池 |
耐類焼試験 |
レーザ照射類焼性評価 |
※一財)電気安全環境研究所にて実施 |
評価・分析装置および解析事例
In-situセルを用いたラマンその場分析への適用
- 試料環境を変化させた測定 ⇒ 湿度調整機能付 温度可変セル
→調整範囲 10~90% Rh, -190℃ ~ 600℃、ラマン装置と連動したインターバル測定に対応
- オリジナルのセル作製により、使用環境を模擬したIn-Situ分析も可能
→可視光が透過する窓材下に試料を保持、セル中に環境再現(海水、淡水、空気、ガス etc)
- グローブボックスから大気非暴露のまま測定可能
電気化学セルを用いた集電箔の表面分析
- LiB模擬環境にて電気化学特性評価(CV)や劣化程度の確認が可能
適用例・効果 |
LIB環境下での劣化調査が可能 (集電箔の劣化がないことを確認) |
アルバックファイ社製 Versa ProveⅢ 最新XPS (Ar-GCIB,AES搭載)
適用例・効果 |
LIB環境下での劣化調査が可能(表層にF化層の生成を確認) |
HORIBA製 GD Profiler 2
- 金属・セラミックス等の表面から深さ方向に、複数の元素を同時に高速で定性/定量分析可能。
適用例・効果 |
二次電池材料の高速深さ方向元素分析等
Li、Hの深さ方向分析が可能 |
放射光分析(HAXPES)数十nm深さの結合状態調査手法
- 汎用XPSよりも深い領域の測定が可能
- 内殻の光電子ピーク(K殻)の測定が可能となり、今までで不可能であった状態解析が可能
各種電池材料の熱伝導率測定方法
- 材料、温度範囲に応じた適切な熱伝導率測定方法を有している。
二次電池(材料)の信頼性評価
- 各種の環境(温度、湿度)における二次電池の信頼性評価技術を有している
適用例・効果 |
二次電池(材料)の各種環境における信頼性評価 |