解体調査・劣化・不具合調査・構造解析

充放電時におけるIn-situ（その場）解析

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充放電によって変化する電極反応による構造・組成変化や電池の劣化機構を解明するためにはIn-situ（その場）分析手法が強力なツールとなります。

充放電時にX線回折（XRD）測定、全個体電池の走査電子顕微鏡（SEM）観察、発熱解析-局所異常部の高感度検出、発生ガス分析、光学顕微鏡観察等をIn-situ（その場）で観察・分析するための手法をとり揃えております。

In-situ XRD解析（X線回折）

ベリリウム（Be）窓付き専用セルを用いることで、充放電時における電極活物質の構造変化をIn-situ(その場)観察・分析できます。

リチウムイオン二次電池（以下Liイオン電池）では、充放電時にLiイオンが正・負極内に出入りするため、電池反応に伴う構造変化や体積変化をその場で測定で測定でき劣化機構の解明にも役立ちます。
In-situ(その場) XRD装置概観
分析の概念図

正極にLiMn₂O₄、負極に金属Liを用いて、簡易的な電池を作製し、過放電させた状態でin-situ XRD測定した結果を図2に示します。
過放電状態（正極側に過剰にLiイオンが収蔵された状態）において、

LiMn₂O₄（立方晶）+Li ⇔ Li₂Mn₂O₄（正方晶）

という相転移を伴う構造変化が起こることが確認されました（図3）。

充放電中のリチウムイオン二次電池（ラミネート型）の発熱状況を、高性能赤外線カメラにより動画でその場（In-situ）測定できます。

短絡箇所などの以上発熱部を高抵抗箇所をロックイン法により高感度（0.001℃の温度分解能）で測定します。

空間分解能10μmまでの領域を判別します。

分析範囲

電池内部で発生するガスは電池の膨れ等劣化の主な要因であり、電池中の電解液や電極自身の酸化あるいは還元による変性・分解によるものです。

本法による電池作動時（充放電或いは過充電）の内部で発生したガスの"その場ガス分析"は、電池特有の内部ガス発生挙動を知り、電池の特性と安全性向上に役立つ有効な分析です。
In-situガス分析装置の概観