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リチウムイオン電池

材料開発から生産工程改善まで、リチウムイオン電池の開発を分析でトータルに支援します。

住化分析センターは、各種デバイスや自動車への展開が進むリチウムイオンニ次電池[LIB]に関し、不活性雰囲気でのセル解体、部材（電解質、電極、セパレーターetc.）分析、充放電における内部変化を把握するためのin situ分析などの各種分析サービスを提供しています。また、合剤スラリーの状態解析、電極構造の数値化を通して、製造工程の最適化、開発課題の解決をお手伝いいたします。

特長/当社の強み

①充放電による内部変化を把握するためのin situ分析を提供いたします。
②粉体物性、スラリー状態、電極分散性など、各工程に応じたシームレスな分析で生産工程の最適化に貢献します。　
③材料の発熱挙動やセルから発生ガス組成を分析することで、安全性の高い電池開発に貢献します。

分析事例

電池内部では電極反応・ガス発生・電解液の反応といった様々な化学変化が起こっています。電池内部の化学変化を，充放電の時間軸に沿ってその場（in situ）で分析することで，化学変化を電池性能と結びつけて理解することができます。共焦点顕微鏡を利用したラミネート型リチウムイオン電池でのin situ顕微鏡観察の事例を紹介します。測定事例動画を視聴希望の方は、こちらのボタンをクリックいただき、お客様情報をご登録ください。

Liイオンニ次電池分析項目

各種部材における分析項目の一例を示します。

材料 主な開発課題 評価項目 手法
正極活物質 耐久性向上・コート層形成 コート層被覆状態、結晶性 TEM
結晶構造の安定化 マクロ結晶構造 XRD、固体NMR
ミクロ結晶構造 TEM
負極活物質 粉体物性値の把握 細孔分布（メソ孔～マクロ孔） 水銀圧入法
細孔分布（マイクロ孔～メソ孔）、比表面積 窒素ガス吸着法
粒子形状の最適化 形状観察 SEM、画像解析式粒度分布
被膜の制御 被膜組成 XPS
電解質 Liイオンの移動のしやすさ 拡散係数評価 パルス磁場勾配NMR
電解液 添加剤の最適化 添加剤の定量 GC、GC-MS
電解液の分解抑制 劣化物の定性 GC-MS
規制対応 消防法判定試験 引火点測定等
バインダー 接着性向上（活物質－活物質、活物質－集電体） ポリマー構造 熱分解GC-MS、NMR、GPC
エマルジョン組成（界面活性剤） 熱分解GC-MS、MS、NMR
セパレータ 細孔構造の最適化 細孔分布（メソ孔～マクロ孔） 水銀圧入法
細孔形状 SEM
耐熱性向上 コート層厚さ SEM
合剤スラリー 分散性の向上 粒度分布、ゼータ電位 超音波スペクトロスコピー
粒子－溶媒の濡れ性（溶媒親和性） パルスNMR
溶媒最適化 HSP（ハンセン溶解度パラメータ）
分散安定性 沈降分析法
塗工条件の最適化 動的粘弾性 レオメーター
電極 電極構造の最適化 活物質、バインダーの分散 EPMA
空隙構造 SEM、水銀圧入法、X線CT
導電助剤の分散 ラマン
バインダーの最適化 密着性 遠心剥離法
セル リチウムデンドライトの抑制 充放電による電極の反応分布 in situ顕微鏡
電極表面反応の把握／内圧の抑制 発生ガス分析  
安全性 熱安定性 ARC

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