リチウムイオン電池の充放電中の化学反応を
高精細リアルタイム動画で観察可能

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  • 電気化学反応可視化コンフォーカルシステム
  • ECCS B320型
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リチウムイオン電池の充放電中の電気化学反応を
Operando観察するシステムです。

レーザーテック独自のリアルカラーコンフォーカル
光学系と専用設計の窓付きセルにより
インターカレーションの可視化や活物質の膨張・
収縮の定量化、デンドライト発生の
メカニズムの解析に威力を発揮します。

製品情報

特徴

●充放電中の電極断面をOperandoで観察・定量化

●デンドライトの発生、成長をリアルタイムで観察

●電池初期評価時間を大幅に短縮

 

 

Operando観察を実現　＜独自の光学系＞

リアルカラーコンフォーカル（共焦点）光学系の採用により、ガラス・電解液等の
影響を受けない高解像度・高コントラストな画像での観察が可能です。

 

 

電極断面を観察可能　＜専用窓付きセル＞

コインセル、パウチセルに対応した２種類の窓付きセルにより、断面方向からの観察が可能です。
簡単に組み立て可能な構造で、用途に合わせてご利用いただけます。

 

 

LiB開発の課題に対応　＜専用解析ソフトウェア＞

LiBが抱える課題に即した専用解析アプリケーションを搭載しています。
LiBの品質向上や新材料開発に貢献します。

・反応分布解析

　充放電に伴う活物質の色や輝度の微小変化を捉えることで、膜厚方向の反応分布を定量的に解析可能

 

・膨張収縮解析

　マイクロメーターや変位計では測定できない微小変化やリアルタイム解析が可能

 

・デンドライト解析

　発生条件・成長過程の定量化が可能。充放電カーブには表れてこない微小なデンドライトも観察可能

 

 

観察事例

 

用途

対象電池

　・フルセル
　・ハーフセル
　・スタック型
　・捲回型
　・パウチセル
　・全固体電池

解析項目

　・反応分布解析（負極、正極）
　・膨張収縮解析（負極、正極）
　・デンドライト発生挙動解析
　・サイクル劣化解析
　・レート特性解析
　・温度特性解析
　・金属異物挙動解析
　・ガス発生挙動解析
　・新規材料評価
　など

 

 

 

より詳しいことや、疑問に思われたことなどはお気軽にお問い合わせください。

お問い合わせ

株式会社三ツワフロンテック 本社
〒530-0041　大阪市北区天神橋3-6-24
TEL：06-6351-9631　FAX：06-6351-9632

■測定例

◆観察事例① ： 高倍率観察

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グラファイト系の負極では、充電時いくつかのステージを経由し、最終的にすべての層間にリチウムイオンが挿入されたSOC100％に到達。この時、電極活物質の色は金色に変化する。充電前のグレーから青→赤→金と充電中の色の変化から反応分布を解析。
作用極：球状黒鉛
対極：Li箔
充放電レート：0.3C
セル：断面観察ブロックセル

◆観察事例② ： 反応分布の観察

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充電時に反応が不均一になり、セパレーターに近い所のみ反応。
その結果、電力集中が起こる事によりデンドライトの析出を確認。
負極：グラファイト
正極：コバルト酸リチウム
充放電レート：1.5C
セル：断面観察ブロックセル

◆観察事例③ ： デンドライトを可視化

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高レート、過充電によりデンドライトが発生。充電終了後のRest時にデンドライトが収縮。放電終了後のRest時にデンドライトからLi拡散が起こり負極に充電される。
負極：球状黒鉛
正極：NCM
充放電レート：4C
セル：断面観察ブロックセル

◆観察事例④ ： Si電極初期充電

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断面方向から活物質の膨張、収縮を可視化し、充放電曲線と共に厚み解析が可能。
作用極：55μm厚み80％重量比シリコン
/ケッチェンブラック・ポリイミドバインダー
対極：Li
充放電レート：0.1C
セル：断面観察ブロックセル

◆観察事例⑤ ： 膨張収縮解析

◆観察事例⑥ ： デンドライト解析

＊他にもレーザーテックはこんな技術も持ってます！
<塗工ムラ スキャニングシステム TSS20>
リチウムイオン電池の電極シートの塗工工程管理、品質向上に最適な検査機

【用途例】
－スラリーの安定的な分散、及び粘度の均一性の管理
－ダイコ―タ―のチューニング（ギャップ、ポンプ圧）
－プレスロールの精度管理

電極シート表面の厚み分布例 静電容量分布例
新開発のインダクタンスセンサーにより、指定領域内全面での正極、負極それぞれの集電箔から活物質表面までの塗工の厚み分布をサブミクロン単位の高精度で可視化。
インダクタンスセンサーと一体化した静電容量センサーで、活物質層内のバインダー（結着材）、導電助材等の添加物の分散状態、及び電池性能に悪影響を及ぼす凝集箇所などを可視化。

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二次電池について

二次電池についてお知りになりたい方は、下記ページもご参照ください。

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