No.82「次世代電池研究開発のための試作・評価・解析技術特集（3）」

EVの安全性や航続距離向上のため、可燃性の有機電解液の代わりにリチウムイオンを伝導する硫化物系固体電解質（以下SE）を用いた全固体リチウムイオン二次電池（以下全固体LIB）に大きな期待が持たれています。全固体LIBには図1に示すような複数の接触面が存在します。また、充放電時に負極活物質の影響で膨張収縮が起こり、電池内部に負荷がかかることがあります。その際に活物質の割れやSE/活物質界面の剥離が発生し、全固体LIBの耐久性が低下することが知られています。そのためSE成形材をはじめ全固体LIB材の圧縮特性を把握することは極めて重要です。

図1に示すようにSE成形材は、複数の粉体を加圧成形した材料であるため、破壊までの変形量が非常に小さく脆性を示します。そのため試験機のストローク変位や一般的な伸び計などでは圧縮時の縦・横変位の計測が困難です。図3に試験機を使用したSE成形品の強度試験ならびにひずみ計測の一例を示しました。撮像面に独自開発のランダムパターンを大気非暴露環境下で塗布し、圧縮強度測定するとともにDIC計測を実施しました。図3のような仮想点を設定することで、仮想点間の変位やひずみを計測可能としました。