HORIBA Solution for Battery Development
様々な分野で用いられているリチウムイオン電池や、その次世代電池として期待されている全固体電池の研究開発では、より高品質・高性能を目指すために、新たな分析技術が求められています。HORIBAは、電動化車両の素材開発に役立つ分析ソリューションからコンポーネント、システム、そして車両レベルまでの評価ソリューションを取り揃えており、開発プロセス・各種試験における効率化・迅速化・最適化を支援いたします。
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材料分析・劣化評価
ラマン分光法による評価事例
■3元系正極（NMC）の劣化状態の観測
無機・有機化合物の分子構造や結晶性の違いを確認でき、光学顕微鏡で観察しながら、非破壊・非接触で電池材料の結晶構造や分子構造の分析が行えます。
■全固体ナトリウム二次電池用固体電解質の分析
Na2S-P2S5系ガラス固体電解質のラマンスペクトルから、Na2S含量が増加するのに伴って、電解質の構造単位がP2S74-からPS43-へと変化する様子が観察できます*。
● In-Situ分析用セル
Liイオン電池の負極表面を密閉状態で充電しながら分析できます。
Liイオン電池の負極表面を密閉状態で充電しながら分析できます。
正極材料の複合評価事例
ミキサー前後で、スラリー状試料の分散状態の比較を高濃度セルを使った粒度分布測定とラマン分析装置で行いました。高濃度セルでは、全体の粒子サイズの変化が、ラマン分光分析ではμmオーダーで各成分の挙動が観察できます。
サンプルの混錬の違いにより、粒度分布に差があることがわかりました。高濃度セルを使えば、希釈により調整していた透過率を光路長で調整することで、高濃度サンプルでも最小限の希釈率で測定することができます。
ラマン分光法なら各成分の分散状態が可視化でき、さらに粒子解析ソフトParticleFinderを使うと一粒子ごとに粒子径を自動測定できるため、ミキサー前後で数値による比較が可能です。
試料を希釈せず、原液に近い状態で測定できます。試料の粘度に適したセルを取り揃えています。
明・暗視野、偏光、微分干渉などの観察機能により物質の化学組成の同定、分子構造の解析に最適です。
全固体電池 固体電解質の深さ方向分析
GD-OESでは、迅速に深さ方向の水素（H）～ウラン（U）を測定できます。固体電解質の分析において、従来の分析手法では、スパッタリングダメージに伴い、リチウムなどの軽く、イオン化しやすい元素は、測定中に試料内での移動が生じていましたが、HORIBAが考案した新手法を用いることで、安定したリチウムの深さ方向元素分析が可能になりました。
迅速に深さ方向元素分析が可能な表面分析装置として、めっき、熱処理、表面処理、コーティングなどの研究開発や成膜評価において活用されています。
マンガン酸リチウムの酸素欠損量測定
スピネル型マンガン酸リチウム（LiMn2O4-δ）は、酸素欠損によるわずかな組成の違いによって放電カーブが変化すると言われています。
放電カーブ異常のマンガン酸リチウムに酸素欠損があることが判明しました。酸素・窒素・水素分析装置EMGA-930を用いることで、材料中の酸素濃度の定量が行え、材料特性の管理などに応用できます。
鉄鋼、触媒、非鉄金属、セラミクス、電子材料など最先端素材の開発・品質管理に欠かせない、高精度でスピーディな元素分析を実現します。
セパレータ上の金属異物分析
Li-ion電池のセパレータ上に導電性異物があると、短絡して不具合を引き起こすことから、品質管理において、金属異物の検出と元素組成の解析が求められています。トランスファーベッセルを用いれば、グローブボックスから装置までの雰囲気を制御し、大気非暴露分析が可能です。
前処理なし、非破壊で簡単元素分析。微小な観察点も高精度な光学観察で測定ポイントに迅速アクセス。光学像・蛍光X線マッピング像・透過X線像による観察と分析がこれ一台で完結します。
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