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従来困難だった負極材の空孔を可視化･数値化できます
リチウムイオン電池負極の三次元構造を可視化･数値化
リチウムイオン二次電池の負極において、空孔の大きさ･分布、バインダーの分散･被覆率は電池の出力特性･サイクル特性に大きな影響を与えるため、その三次元構造を評価することが重要です。日産アークが独自開発したハイコントラスト樹脂により、グラファイト負極について3D-SEM法による三次元構造観察が可能となりました。取得したデータを画像解析することで、空孔率･空孔径分布･曲路率･バインダー被覆率などを可視化･数値化することが可能です。
ハイコントラスト樹脂による空孔の可視化
空孔が存在する物質について3D-SEM法により三次元構造を得るためには、奥行情報を排除するための樹脂包埋が必須となります。従来のエポキシ樹脂ではカーボン材と同じコントラストを呈するため、その切り分けが困難でした。今回、ハイコントラスト樹脂を用いて、グラファイト負極のようなカーボン材料についても三次元構造の取得が可能となりました。
3D-SEM法による3次元構造観察および画像解析
高出力型、高容量型の市販電池をそれぞれ解体し、取り出した負極の3次元構造を解析した事例を示します。高出力型は高容量型に比べて、空孔率が大きく、空孔径が大きいことが分かりました。出力特性と空孔の形状に密接な関係があることを推察できます。
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