電池材料の特性評価

Malvern Panalyticalは、電池ベースのエネルギー貯蔵において、お客様とカーボンニュートラルの取り組みに協力できることを誇りに思っています。電池材料および電池生産の研究開発と品質管理のための幅広い物理的、化学的、構造的ソリューションを提供します。

当社のカスタマイズされた分析ソリューションは、ラボ研究環境と製造環境の両方へ、シームレスに統合された高品質の材料分析を提供するという当社の取り組みの証です。

お客様が独自の活性材料を生産するか、サプライヤから購入するかにかかわらず、粒子径および粒子形状は、電池性能のためだけでなく、中断のない高収率生産プロセスを実現するためにも決定的なパラメータです。

粒子径および粒子形状は、前駆体物質の生産収率、電極スラリーのレオロジー、電極被膜の充填密度/多孔度を決定し、最終的には電池の性能を左右します。 

これらの測定では、レーザ回折法と自動光学画像処理法を組み合わせるのが最も良い方法です。レーザ回折による粒子径測定において、Mastersizer 3000+は業界のベンチマークです。それに対しインシテックは、粉砕機やふるいの制御にリアルタイムオンライン粒子径分布測定が必要な場合に使用できます。粒子形状は、当社のHydro Insight ダイナミックイメージングシステムまたはモフォロギ4自動画像処理システムで測定できます。

結晶相の品質も、固有のエネルギー、放電率、容量のような電池材料の性能を左右する重要なパラメータの1つです。 

カソード活性材料ではカチオンの混合と結晶の大きさが重要なパラメータであり、グラファイトアノードでは合成グラファイトの黒鉛化度と被覆電極の配向性指数が重要なパラメータです。結晶の大きさから、シリコンベースのアノードのようなナノ結晶の活性材料の粒子径についてのアイデアを得ることができます。 

単結晶カソード材料に取り組んでいる場合は、結晶の大きさの測定がさらに重要になります。 

Aeris XRDは、カソード製造とアノード製造の両方において、これらの重要なパラメータを測定するための最適なツールです。Aerisは、外部サンプルローディングと産業オートメーションにより使いやすくなり、比類のない性能を発揮します。結晶欠陥分析の詳細をご覧ください。

セルでフォーメーションとエージングのサイクルを繰り返すにつれて、電極の活性材料はリチウムイオンの動きに加え、高電位での電解質との反応によっても変化します。 

オペランドXRDは、原子スケールでこれらの変化を追跡し、電池に潜在的な問題があれば早期に警告することができます。Empyrean XRDは、-10 ^oCから70 ^oCの環境条件のシミュレーションにおいて、オペランドで電池を測定できます。 

定評のあるVTECとVTEC-Transステージを備え、コインおよびパウチ電池構成/角型電池構成を両方とも測定できます。Empyreanは、超高速ハードウェアコンポーネントと自動データ解析を組み合わせて、完全に組み立てられた電池の品質管理だけでなく、研究開発のための革新的なソリューションを提供します。

カソード活性材料とその前駆体の元素組成が正しいことも同様に重要です。カソード材料とアノード材料両方のドーパント濃度と不純物濃度も重要です。 

ICPは元素組成を測定する一般的な方法ですが、高価で時間がかかり、有害な化学物質が含まれます。XRFでは、これらの物質の多くを比較的容易に分析できます。

当社の次世代卓上型蛍光X線分析装置Revontiumは、定評あるEpsilon EDXRFシステムの汎用性とZetium WDXRFシステムの性能を兼備しています。当社の電池参照標準試料セットとForj/Egon 2融合システムを、当社の専門知識のもとに組み合わせることで、ICP分析の確度と精度に匹敵する、場合によっては上回る可能性もある優れたソリューションを提供しています。

オンライン元素組成分析ソリューションには、電池液体前駆体用のEpsilon Xflowや電極被膜分析用のEpsilon Xlineがあります。 

Malvern Panalyticalは、電池特性評価の最前線に立ち、数十年にわたる分析の専門知識を活用して、電池技術の開発を進め、性能を向上させています。一連の包括的な特性評価ツールと技術は、電池の研究、開発、および生産の重要なニーズに対応し、エネルギー貯蔵システムの最適な性能、安全性、および寿命を確保します。