大気非暴露対応での分析により全固体電池の開発、製造を支援します。
全固体電池は、電解質を固体とすることにより高エネルギー密度化、安全性の向上が期待されています。住化分析センターでは、硫化物系、酸化物系の全固体電池に適した評価方法を提案し、お客様の開発課題の解決をお手伝いいたします。
特長/当社の強み
①NMRによる拡散係数評価やTEMによる結晶構造解析などの分析評価技術により、高性能材料の開発に貢献します。
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。
全固体電池分析項目
各種部材に関す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 |
|---|---|---|---|
| 固体電解質 | イオン電導率の向上 | 拡散係数評価 | パルス磁場勾配NMR |
| ドープ元素の最適化 | 元素分析 | ICP、燃焼IC | |
| 焼結条件の最適化 | マクロ結晶構造 | XRD、固体NMR | |
| ミクロ結晶構造 | TEM | ||
| 接触界面制御・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 | ||
| 真密度 | He置換法 | ||
| 密着性 | 遠心剥離法 | ||
| 安全性 | 熱安定性 | DSC、ARC、RADEX、着火試験 | |
| 発生ガス分析 | GC | ||
| 熱物性値（熱伝導率、比熱） | レーザーフラッシュ法等 | ||
| 規制対応 | 消防法判定試験 | 引火点測定等 | |
| 有害性・環境影響 | － | ||
| SDS作成 | － | ||
| 正極活物質 | 界面抵抗の抑制・コート層形成 | コート層被覆状態 | SEM、TEM |
| コート元素拡散の評価、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 | ||
| 充電状態での結晶性 | ラマン | ||
| 負極活物質 | 膨張収縮の制御・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 | ||
| 真密度 | He置換法 | ||
| 密着性 | 遠心剥離法 | ||
| 粒子形状の最適化 | 形状観察 | SEM、画像解析式粒度分布 | |
| バインダー | 接着性向上（正極活物質/固体電解質、負極活物質/固体電解質、固体電解質/固体電解質） | 密着強度 | 遠心剥離法 |
| ポリマー構造 | 熱分解GC-MS、NMR、GPC | ||
| 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 | 材料分散、電極厚さ、クラック有無 | 断面SEM |
| 空隙率 | 水銀圧入法、断面SEM | ||
| 負極層の膨張収縮の抑制 | 充電時の電極厚さ | 断面SEM | |
| 細孔（空隙）構造変化 | 断面SEM、水銀圧入法 | ||
| バインダーの最適化 | 密着性 | 遠心剥離法 | |
| セル | 安全性 | 熱安定性 | ARC |
| 発生ガス分析 | GC | ||
| 筐体の耐腐食性 | ガス腐食試験 |
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