電池活物質の高度な特性評価
グラファイトとリチウム金属酸化物粒子は、リチウムイオン電池電極の典型的な基本部分である。これらの活物質の幾何学的属性と化学的・構造的組成を理解することは、電池の性能を最適化するために極めて重要です。
高分解能SEM観察は、粒子状の電池活物質の特性を評価するための強力なツールです。サイズ、形状、欠陥などの重要な特性が明らかになります。このセクションでは、NMC粒子の寸法に関する洞察を得るための、迅速なデータ取得、画像セグメンテーション、およびその後の処理について紹介します。
電池部品の気孔率分析
材料の空隙率は、電池部品としての電極やセパレータの特性を決定する要素である。これは総体積に対するボイド体積の割合であり、電池セルの性能に重要な役割を果たす。電極の気孔率と気孔の相互接続性は、エネルギー密度やリチウム移動度などの要因に影響する。バランスの取れた電極の気孔率は、余分な電解液による不必要な重量とコストを最小限に抑える。セパレーターの気孔率は機械的安定性に影響し、サイクル中のリチウム移動に不可欠である。
電池部品の気孔率を包括的に評価するために、画像分割と組み合わせたSEM観察が採用されている。さらに詳細な分析には、3D FIB-SEM トモグラフィーまたは X 線マイクロトモグラフィーが体積空孔率の調査に使用されます。
電極剥離と固体電解質クラックの検出
電池材料の層間剥離やクラックは、製造工程やサイクル工程で発生し、電池の寿命や容量に影響を与えます。層間剥離は電極と集電体の間の弱い接着に起因することが多く、固体電解質中のクラックはサイクル中の体積変化に起因します。
当社のFIB-SEMシステムは、層間剥離やクラックの詳細な観察を可能にし、電池コンポーネントの正確な特性評価を可能にします。このシステムは、高解像度のSEM観察を用いて、これらの欠陥のある領域を特定することができます。
電池の活物質と部品に含まれる化学汚染物質の特定
化学汚染物質の存在は、電池の寿命や性能に部分的に影響を及ぼす可能性がある。これらの汚染物質は、生産または原料加工に由来し、寄生化学反応、腐食、電池材料の劣化、リチウム在庫の損失を引き起こす可能性があります。
電池活物質とコンポーネントの正確な特性評価のために、SEM観察とEDS元素マッピングおよび/またはToF-SIMS化学マッピングを使用して、これらの汚染物質と電池材料の劣化への影響を特定し、分析します。
活性電池材料およびコンポーネントの詳細な特性評価に関する当社のソリューションをご紹介します。
