No.54「リチウムイオン二次電池の評価(2)」

No.54 小特集:電池解析
リチウムイオン二次電池の評価(2) ~自動積層機によるラミネート型セル試作~
Trial Productions of Laminate Cells by Automatic Stacking Machine

1. ラミネート型セルの試作

当社では10mm角程度の超小型単層のラミネート型セルから最大100mm×200mm角程度の積層型の高容量ラミネート型セルの試作を実施しています。

電池材料の基本特性評価のためには小型電極の単層セルを作製するケースが多いのですが、お客様の材料や電池の研究開発の進展に伴って、より大きな電極や高容量のセルでの評価が必要になります。例えば安全性試験を評価する場合には試験精度を向上させるために高容量セルが必要になります。また、電解液の含浸性を評価するためには電極体を厚くする必要があります。

当社ではこのようなリチウムイオン二次電池試作のために自動積層機を導入し、高精度の積層電極によるラミネート型セルの試作を可能としております。

2. 自動積層機による積層電極体試作

図1 自動積層機の外観
図1 自動積層機の外観

自動積層機の外観を図1に示します。当社では自動積層機を極低露点でかつクリーン度の高いドライルーム内に設置し、水分や不純物の影響をできる限り低減した試作環境を実現しています。

積層時間は負極→セパレータ→正極→セパレータの1サイクルで約25~30秒で、10Ahクラスの30積層セルを15分程度で作製できます。積層の位置精度は±0.1mmと、手動での精度1mm程度に対して高精度で、セパレータ部には熱融着用のヒートピンを導入し、セパレータの位置ズレによる内部短絡防止のためにセパレータの袋詰も可能としております(図2)。なお、手動による積層はおよそ45分程度で積層しており、より短時間でより高精度な積層が可能になります。当社装置で積層できる電極は表1に示します3タイプですが、その他のサイズをご要望の場合にも、専用治具を製作しご対応することが可能です。ご興味をお持ちの方は是非ご連絡下さい。

図2 正極のセパレータによる袋詰
図2 正極のセパレータによる袋詰
表1 積層電極のサイズ
タイプ 正極サイズ(概寸)
A 30 mm × 40 mm
B 90 mm × 90 mm
C 100 mm × 180 mm

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JFEテクノリサーチ株式会社 営業本部