No.33「電池材料の化学分析技術（２）」

図1　ガス採取用専用電池セル概念図

"その場ガス分析"では、電極、セパレータ、電解液を装填可能な専用電池セルを用います（図1）。充放電によりセル内部で発生させたガスをトラップ管に吸着させた後、加熱脱着（Thermal Desorption）ガスクロマトグラフ質量分析（TD-GC-MS）により、発生ガスの定性/定量分析を行うものです。検出されたガス種については、ガスクロマトグラフ質量分析（GC-MS）あるいはガスクロマトグラフ（GC）によりppmオーダーの定量分析を行うことが可能です。なお、発生ガス種としてはH₂、O₂、CO、CO₂等の他、CH₄及びC₂H₆等の主に電解液分解に起因した成分が想定されます。

本法を用いれば、充放電のステップごとに発生するガスを採取/分析することによって充放電反応を追跡することができ、さらに意図的に過充電させて発生するガスを採取することも可能で、電池反応の機構解析やトラブル原因解明のために重要な情報を得ることができます。

今回、専用セルを活用した"その場ガス分析"を紹介しましたが、実使用時や長期サイクル試験により膨れた電池からのガス採取技術も確立しておりますので、ご活用下さい。