• リチウムイオン電池の製造

    研究及び製造モニタリングを介して高品質な電極、電解液、及びリチウムイオン電池を確保する方法

  • アントンパール社では、最高品質のリチウムイオン電池の実現をサポートするため、バッテリー材料研究における活物質の特性評価、原材料の確認、使用前の電解液と溶剤の品質検証のためのソリューションを提供しています。

    当社の装置を使用することで、材料の粒径、空孔性、密度、粘度、粘弾性、及び接着性がセルの挙動と性能にどのような影響を及ぼすかを理解し、これらのパラメーターを調整して優れた最終製品を作ることができます。

    研究から製造まで

    バッテリー材料研究

    アントンパール社はバッテリー材料研究の頼れるパートナーです。当社の装置を使用して、性能パラメーターを最適化するために液体とかさ密度、表面積、及び粒径を決定します。

    細孔径及び粒径の分布を測定することで、作用電極の特性を最適化することができます。アントンパール社の真密度測定用装置では、バッテリーパッケージにおける適切な質量/体積密度に関する深い情報が得られるため、質量または体積が重要となる用途向けにセルを最適化することができます。

    セパレーターの不具合を防止する研究では、貫通細孔径を把握することは、不適切な材料を特定して最初から却下できることを意味します。 

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    受け入れ時の品質管理

    受け入れ時の品質管理により、最高品質の原材料のみが許可されて製造に使用されるようになります。

    そのための重要な第一歩として、アントンパール社の代表サンプリング機器では、代表的なサンプルから得られた結果に基づいて確実に判断を下すことができるため、粉体解析結果の変動を大幅に低減できます。電極原材料の粒径を測定すれば、製造バッチ全体を却下する危険性が最小限に抑えられます。

    粉体のタップ密度測定により、異なる挙動の粉体ロットが特定されるため、一貫性のある粉体処理が行えるように措置を講じることができます。貫通細孔径の測定により、適切な材料のみを選択し、セパレーターの不具合の危険を最小限にすることができます。密度測定により、溶媒及び液体の試薬を特定して、その品質を検証できます。

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    スラリーの準備

    スラリーの適切な混合は、リチウムイオン電池の製造を成功させるための前提条件です。そこで、アントンパール社の技術が多くの場面で役に立ちます。 スラリーの混合中に不要な撹拌を行うと、徐々に内部構造が劣化します。

    粒子を崩壊させることなく、最大限の均一性を実現するには、スラリーの密度、粒径、及びゼータ電位をアントンパール社の装置で測定し、適切な調整を行います。 スラリーの粘度を測定して調整することで、沈殿を防ぎ、ポンプでの排出と貯蔵が簡単に行えるようになります。 

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    コーティングと乾燥

    電極スラリーが均質な膜厚を備えた均一な塗膜を形成し、バッテリーの耐用年数にわたって適切な充電性能が確実に得られるよう、アントンパール社のレオメーターを使用して詳細分析を行ってください。

    レオメーターと粘度計による調査では、流量とノズル形状を調整することで、アプリケーション後のスラリーの最適な構造回復を実現するように、アプリケーションプロセスをカスタマイズすることができます。これにより理想的な平滑化が可能になり、塗料の垂れを防止し、一貫性のある塗膜の厚みが得られます。これは小型バッテリーを製造する上で重要です。

    スクラッチ試験機により塗膜の密着性を測定することで、電極が剥離しないように必要な措置を講じることができます。

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    カレンダー仕上げ/電極の切断/セルの組み立て

    カレンダー仕上げのプロセスは、細孔構造、ひいてはリチウムイオンバッテリーのセルの電気化学的性能に大きな影響をもたらします。使用する材料に加えて、プロセスパラメーターも最適化するには、ペースト式電極ホイル/プレス式電極の空孔性を定量化することが重要です。

    このために、アントンパール社の水銀圧入ポロシメータを使用して細孔容積と細孔径の分布を測定することができます。 

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    電解液の充填と形成

    電解液を充填する前に、その品質を確認して、性能の低いバッテリーを提供しないようにします。密度の測定は、電解液の組成が要求事項と仕様に対応することを確認するための確実な方法です。 

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  • ソリューションを見つける

    解決法 お客様にとってのメリット 装置

    充電/放電挙動、充電容量、出力密度を改善する必要があります。

    レーザー回析法及びDLSを使用して粒径を測定します。

    電極の粒径の分布を調整することで、材料性能パラメーターを最適化できます。

    納入された材料が注文通りで、清潔かつ純粋なものであり、適切な濃度であるか、また、得られた測定結果が提供された原材料に関する情報と適合するかを確認する必要があります。

    全ての液体原材料について、簡便な品質チェックとして密度測定を実施します。

    全ての液体原材料に対して迅速で正確、かつ安全な分析を行うことで、研究開発のミスを防ぎ、理想的なバッテリー性能を確保できます。

    電極スラリーで使用される材料の特性を理解し、スラリー混合物が適切な組成と硬さを備えていることを確認する必要があります。

    スラリー材料の密度、粘度、粘弾性及びチキソトロピー挙動を確認して、硬さと品質を確認します。

    このような密度と粘度確認により追跡が可能となり、結果的に材料費、コスト、時間を大きく節約できます。

    迅速な結果を得て、時間を節約して材料費を削減するために、分析に必要なスラリーサンプルの量を減らしたいと考えております。

    ベンチトップ型密度計を使用して密度を測定してください。

    クイック密度チェックに必要なスラリーは少量ですので、研究結果を損なうことなく費用を削減できます。

    コーティングの接着不良が原因となる電極不具合の危険を最小限に抑えたいと考えております。

    コーティングの接着と相関するゼータ電位を測定してください。

    ゼータ電位を把握すると、表面特性を最適化して最適な接着を達成することができ、電極の不具合を引き起こす可能性が低くなります。

    充電容量の保持率に優れた電池を製造したいと考えています。

    ガス吸着によるマイクロ孔及びメソ孔の細孔径分布を測定します。

    これらの結果に基づいて、材料のナノ構造を最適化して分散度を向上させ、作用電極の体積変化を低減できます。

    予測可能で再現性のある充電/放電性能を備えたリチウムイオン電池を製造したいと考えております。

    ガス吸着によって表面積を測定します。

    表面積を把握することで、固体電極の適切な電流特性を確保できるよう調整できます。

    一貫性のある改良された粒子間接触を得て、粒子内抵抗を削減してさらに薄型の電極を製造したいと考えております。

    タップ密度を測定します。

    結果を使用して、粒子記録密度を最適化できます。

    不適切な材料の使用によるセパレーター不具合の危険を最小限に抑えたいと考えております。

    キャピラリーポロメトリーによって貫通細孔径を測定します。

    この分析により、不適切な材料を容易に特定し、却下できます。

    不完全な濡れ性が原因となるセパレーター不具合の危険を最小限に抑えたいと考えております。

    濡れ性と相関するゼータ電位を測定します。

    この情報を使用して、不完全な濡れ性が原因となるセパレーターまたは電極での寄生抵抗を回避できます。

    ペースト式電極ホイル/プレス式電極の細孔径及び細孔容積を定義したいと考えております。

    水銀圧入ポロシメトリーにより、ドライ電極の細孔容積と細孔径の分布を定量的に測定します。

    この知識を活用して材料と処理のパラメーターを指定できます。

    粉体原材料の粒子径がさらなる処理のために適切であることを確認したいと考えております。

    粒子径と粒子径分布を分析します。

    これらの主要パラメーターの知識を得ることで、材料のさらなる処理を行うか、または却下するかを決定する際に役立ちます。

    粉体解析結果の変動を抑えたいと考えております。

    回転リッフリングによる代表サンプリング法を使用します。

    代表的なサンプルを使用すれば、より典型的で正確な結果を得るために繰り返し分析を行う必要性が減るため、時間を節約できます。

    一貫性のある粉体処理を行いたいと考えております。

    タップ密度を測定します。

    この測定により、異なる挙動の粉体ロットを特定することができます。

    リチウムイオン電池に予測可能で再現性のある充電/放電性能を持たせたいと考えております。

    ガス吸着によって表面積を測定します。

    固体電極の電流特性を調整することで、充放電性能を改善できます。

    できる限り最適な質量/体積密度を得ることで、電池のサイズと電解液のみが占めるスペースを最適化したいと考えています。

    ガスピクノメトリーにより真密度を測定します。

    質量/体積密度を改善することで、電池サイズを縮小できます。

    一貫性のあるスラリー形成を定義し、予測可能なスラリーの挙動を確保したいと考えております。

    ガス吸着によって表面積を測定します。

    材料費が削減され、一貫性のある品質が確保されます。

    電極の原材料が凝集体を形成するかどうか確認したいと考えております。

    粒子径を測定します。

    この知識を活用し、原材料を修正または交換することで、電極性能を最適化できます。

    陽極及び陰極のスラリー分散度の凝集傾向を把握したいと考えております。

    ELSによりゼータ電位を測定します。

    結果を活用して安定したスラリー分散度を設定し、電極性能を最適化します。

    均一性に到達するために必要な時間を決定することで、スラリーの不必要な撹拌を避けたいと考えています。

    密度、粘度、粘弾性、及びチキソトロピー挙動を測定します。

    これらの測定値から、速度、時間、温度などのパラメーターを最適化するために必要な適切な混合量がわかり、材料費を削減できます。

    タンクからスラリーを円滑かつ簡単な方法で排出したいと考えています。

    せん断速度に依存する粘度と降伏点を決定します。

    必要なポンプ能力を把握することで、適切なポンプを選択したり、ポンプ能力を高めるように配合を調整したりできます。

    容易に貯蔵でき、一定時間の経過後も品質が低下することなく使用できる、最適なスラリーの硬さを特定したいと考えています。

    粘弾性試験とゼータ電位測定を実施することで、スラリーの沈殿安定性を試験します。

    この知識があると、時間の経過による粒子の沈殿を予防するための措置を講じることができ、均一性を維持できます。

    電極のコーティングがあまりにも早く剥離します。

    スクラッチ試験機を使用して、様々なコーティングの密着性を測定します。

    この結果を用いて、コーティングパラメーターを変更した場合に剥離が改善または悪化するかどうかを確認するための照合検査が行えます。

    コーティングプロセスを改善し、最適な層形成を得たいと考えています。

    チキソトロピー及び構造回復を測定します。

    結果曲線はアプリケーション後のスラリーの回復時間を示し、良好な表面の平滑化を達成する方法が見つけやすくなります。

    製造したバッテリーパッケージで最適な質量/体積密度を得たいと考えています。

    ガスピクノメトリーにより真密度を測定します。

    この結果により、必要に応じて適切な形成パラメーター及びプロセスパラメーターの調整が可能になります。

    電解液充填プロセス用のノズルはどのように設計すべきですか?

    粘度測定を実施し、降伏点を決定して、ノズル形状とポンプ能力を調整します。

    液跳ね、液漏れ、気泡の形成なしで、バッテリーの理想的な充填を達成できます。

    お客様に当てはまる状況が見つからない場合はアントンパール社がお客様の課題を解決します。 詳細については、㈱アントンパール・ジャパンにお問い合わせください。 

  • 3年保証

    • 2020年1月1日から、アントンパール社の全ての新しい装置*には、3年間の修理サービスが含まれます。
    • お客様は、予期せぬコストを回避し、常に安心して装置をご利用いただけます。
    • 保証に加えて、幅広い追加サービスとメンテナンスオプションもご用意しています。

    *使用されているテクノロジーにより、決められた期間ごとにメンテナンスを必要とする装置があります。該当する装置について3年保証をご利用いただくには、定期的にメンテナンスを行う必要があります。

    さらに詳しく

  • 鉛酸バッテリーの製造と保守

    鉛酸バッテリーの製造、保守またはサービス点検を問わず、バッテリーの硫酸濃度と充電状態を確認したいと考えております。

    水素燃料電池の製造及び研究

    最高の燃料電池性能を達成するには、活性成分の物理化学特性を理解し、それらを活用できるよう適切に設計する必要があります。アントンパール社は、各成分を最適化するために必要な技術を備えています。