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No.68「自動車のEV化を支える電池試作・評価技術(3)」

No.68 EV特集号 Part1 電池解析技術

自動車のEV化を支える電池試作・評価技術(3)~車載リチウムイオン二次電池の解体調査・分析技術~
Disassembly and Analysis of Lithium-ion Secondary Batteries for EV and HEV

なぜいまこれが?

近年急速に普及が進むEV・HEVですが、航続距離を長くするためには高エネルギー密度を有するLIBの搭載が必要不可欠となっています。それに伴い、LIBの開発に関わる性能調査や劣化解析、流通品の故障解析などの需要が益々増加しています。

当社では車載用LIBの分析需要に応えるための人員、技術、設備を備えています。

これがポイント!

LIB内部の電極や電解液は空気と反応することにより化学状態が変化してしまうため、これらの分析を正確に行うためにはLIB内部の各部材取り扱い時に空気との反応を防ぐ必要があります。車載電池の劣化調査の際に電池内部の各部材が空気と触れてしまうと、空気による各部材の変質なのか、車載電池の劣化なのかを判別できません。当社では不活性ガスのArで満たされたグローブボックスを使用して、電池内部が空気に触れないように電池を解体することができるため、電池内の各部材の変質を防ぎながら分析試料の準備をすることができます。

図1 電池の各部材取り出し
図1 電池の各部材取り出し

また、EV・HEVの車載LIBを分析するため、EV・HEV車体を吊り上げて電池パックを取り出す作業に始まり、電池パックから単セルへの分離、セルの解体、電極や電解液などの各部材の分析まで、一貫してお引き受けし対応することが可能です(図1表1)。

表1 電池分析メニュー

部材 目的 手法
セル 容量 充放電試験
内部構造 X線CT測定
電極・その他部材の重量、寸法 解体採寸秤量
電極 正極/活物質(導電助剤) 結晶構造、成分同定 X線回折
組成分析 ICP、雰囲気制御TGA、燃焼IC
断面構造解析 断面SEM
表面状態解析 XPS
負極/活物質(導電助剤) 黒鉛負極の黒鉛度 X線回折
結晶配向、結晶サイズ
組成分析 ICP、雰囲気制御TGA、燃焼IC
断面構造解析 断面SEM
表面状態解析 XPS
バインダー バインダー、増粘剤の成分分析 FT-IR、熱分解GC-MS
タブリード 超音波溶接状態観察 断面SEM
セパレータ 成分 FT-IR
層構成 断面SEM
電解液 溶媒 主成分、不純物、変成物、水分量 GC、GC-MS、カールフィッシャー法
電解質 成分 ICP、NMR
添加剤 成分 GC-MS

当社では電池を試作することもできるため、取り出した電極(正極・負極)を用いてコイン型やラミネート型のリワークセルを試作し充放電試験を実施するサービスについても提供可能です。お気軽にご相談ください。

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