リチウムイオン2次電池の品質向上、
開発加速をサポートします

現在、リチウムイオン2次電池の開発・製造が活発化しています。エネルギーを石油などの化石燃料に依存することが難しく、CO2などによる地球温暖化も 非常に深刻に問題になっている昨今、その原因のひとつといわれる自動車のCO2排出を抑制すべく、自動車のエコロジー化が加速度的に進んでいます。現在主流のハイブリッドカーを含め、電気自動車用蓄電池の開発に、自動車会社を含めた様々な企業が、開発生産に乗り出しています。
また、スマートホームにおける電気エネルギーの2次電池能力の向上なども開発のターゲットとなっております。リチウムイオン2次電池の開発、生産には、正極材や負極材、セパレーターなどいくつかの課題があると思います。
ベックマン・コールターは、独自のソリューションで、リチウムイオン電池の開発の加速と、品質の向上をサポートします。

リチウムイオン2次電池の構造例

負極から正極へリチウムイオンが移動することで、電気エネルギーが発生する。

負極に用いるカーボン材料(グラファイト)は30~50μm程度に平均粒子径が揃えられている。その粒子径が大きいとセパレーターを傷つけ、危険である。一方、小さすぎると、電子が流れにくく、高出力が得られにくい。粒子径分布をコントロールすることで、高性能で安定な負極を得ることができる。乾式レーザ回折・散乱法粒度分布測定装置 LS13 320+DRYモジュール 正極の酸化リチウム複合材は製造時に、粒子分散の均一化できてない部分が生じやすく、この不均一な部分を残したまま生産すると、電池の安定性は悪くなる。均一性、分散性、特に凝集物の有無などを精密な粒度分布を測定して、リチウムイオン電池の性能向上、安定性を管理することができる。精密粒度分布測定装置 Multisizer 4
セパレーターが破れると急激な電子の流通が発生し、爆発の危険が生ずる。このセパレーターの品質はリチウムイオン電池の安全性、安全性を決定する重要な部位に当る。このセパレーター膜の電解液中でのゼータ電位を管理することで、安定性向上の研究開発に寄与する。 ゼータ電 位・ナノ粒子径測定システム Delsa Maxシリーズ

乾式レーザ回折・散乱法粒度分布測定装置
LS13 320+DRYモジュール

  • 測定範囲0.4~2000μm (湿式モジュールの場合は0.017~2000μm)
  • 負極に用いるグラファイトの粉末粒子をそのまま、乾式法で、ボタン一つで簡単に、かつ高い再現性で測定できる。
  • 数十秒で測定が終了するので、工程管理も簡単です。
  • 独自のCモードを用いれば、粗大異物粒子の高感度検出も可能になります。
リチウムイオン電池の粒度分布測定
(負極グラファイトの粒度分布測定データ例)
リチウムイオン電池の負極材の粒度分布
(Cモードによる粗大粒子検出データ例)
リチウムイオン電池の負極材の粒度分布

精密粒度分布測定装置
Multisizer 4

  • 測定範囲0.4~1600μm(湿式)
  • 粒子を一粒ずつ測定する独自のコールター原理で、超高分解能測定が可能です。
  • 数十万個という大量の粒子を瞬時に測定するため、誤差が最少で、混合時の品質のムラを、高い精度で管理できます。
  • 粗大粒子数も超高感度で測定可能。(例:負極材の増粘剤CMC中の不溶性粗大粒子数)
リチウムイオン電池の電極、電解液の凝集物測定
(分散状態の測定データ例)
リチウムイオン電池の正極材の粒度分布
(異物&凝集粒子数の測定データ例)
リチウムイオン電池の正極材の粒度分布

ゼータ電位・ナノ粒子径システム
Delsa Maxシリーズ

  • 測定時間 1秒~
  • 粒子径測定範囲 0.4nm~10μm
  • ゼータ電位測定範囲 1nm~15μm
  • セパレーター表面が電解液中でどのようなゼータ電位を示すかを測定できます。
  • 今までのゼータ電位計では不可能な、フィルム膜やシート表面のゼータ電位を測定可能です。
Delsa Maxシリーズ
(シート表面のゼータ電位)
リチウムイオン電池のセパレーターのゼータ電池