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1. プロセスの原則 スタッキングプロセス： 負極シートと正極シートを所定の寸法に切断し、セパレータで積層して単セルを形成します。これらの単セルを並列に積み重ねることで、電池モジュールが完成します。 巻き取り工程： あらかじめ裁断された陽極シート、セパレーター、および陰極シートが、固定されたマンドレルの周りに所定の順序で巻き取られ、円筒形、楕円形、または角柱形に圧縮されます。巻かれた電極は、円筒形または角柱形の金属ケースに収納されます。電極の寸法と巻き数は、バッテリーの設計容量によって決まります。 2. 電気化学的性能の比較 内部抵抗: スタッキングセルは、複数のタブを並列溶接することでリチウムイオンの移動経路を短縮し、内部抵抗を低減します。これにより動作中の発熱が低減し、初期のエネルギー密度低下が遅くなります。一方、巻線型セルは単一タブからの電流出力に依存するため、内部抵抗が高くなります...
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セル容量低下の原因分析
Apr 15 , 2025
セル容量が低いかどうかは、化成後の放電容量と設計値を比較することで直感的に判断できます。測定された容量が設計仕様を下回っている場合、まず化成プロセスのパラメータ（放電電流、充電時間、カットオフ電圧、化成温度など）が正しく設定されているかどうかを検証する必要があります。 â' 形成手順が正しいことが確認された場合は、別の機器またはチャネルを使用してセルを再テストし、形成システムの潜在的な問題を排除します。 â'¡ 設備交換後も容量が正常であれば、元の形成設備に欠陥があります。 â'¢ 再テスト後も低容量の問題が解決しない場合は、セルが実際に低容量を示していることが確認されます。 容量低下を確認した後、その頻度と重大性を判断するために更なる分析が必要です。体系的な根本原因分析を行う前に、満充電状態の低容量セルを分解して検査してください。異常が見つからない場合、正極コーティング重量不足や設計マー...
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リチウム電池の電圧は、正極材料と負極材料の電極電位と密接に関係しています。異なる材料を使用したリチウム電池間の電圧のばらつきは、主に以下の要因に起因します。 電極材料の化学的性質の影響 リチウム電池は、充放電時に正極と負極の間をリチウムイオンが移動することで動作します。電極材料の化学的性質は重要な役割を果たし、電池の電圧を直接決定します。例えば、一般的な正極材料であるコバルト酸リチウム（LiCoO₂）は、コバルトの高い酸化還元電位を活用しています。動作中、LiCoO₂はリチウムイオンと電子を速やかに放出します。グラファイト負極と組み合わせると、電池電圧は約3.7Vに達します。一方、リン酸鉄リチウム（LiFePO₄）は、鉄の酸化還元電位がコバルトよりも低いため、グラファイト負極と組み合わせると約3.2Vの安定した電圧が得られます。これらの違いは、電子雲の分布と元素間の化学構造の違いに起因して...
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リチウムイオン電池は、主に正極、負極、電解質、セパレータで構成されています。充電時には、リチウムイオンが正極材料から脱離し、電解質を通過して負極材料に挿入されます。放電時には、リチウムイオンは逆方向に移動し、負極から脱離し、電解質を通過して正極に戻ります。このように正極と負極の間でリチウムイオンが繰り返し挿入・脱離することで、電池の充放電機能が実現され、デバイスに電気エネルギーが供給されます。 リチウムイオン電池の容量劣化は、可逆容量低下と不可逆容量低下に分類されます。可逆容量低下は比較的軽度であり、充放電プロトコルの調整（例：充電電流の最適化、電圧制限）や使用条件の改善（例：温度・湿度管理）によって部分的に回復できます。一方、不可逆容量低下は電池内部の不可逆な変化によって発生し、永久的な容量低下につながります。サイクル寿命試験に関するGB/T 31484-2015規格では、「標準サイクル...
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リチウムプレーティングとは、充電プロセス中にリチウムイオンがグラファイト陽極にインターカレーション（挿入）されず、電気化学的還元を受けて金属リチウム析出物を形成する有害な現象を指します。その結果、特徴的な銀灰色のリチウム金属層、または樹枝状のリチウム結晶が陽極表面に形成されます。 従来、リチウムめっきの疑いのある事象を確認する主な方法は、バッテリーの分解でした。特に、目に見える容量異常やデンドライトの成長が見られる場合です。しかし、高度な非破壊診断技術により、高度な電気化学分析によって正確な検出が可能になりました。 Ⅰ. 高度な非破壊検査方法： 1. 電圧プロファイルデコンボリューション解析 定電流（CC）充電サイクル中、リチウムイオン電池は通常、充電状態（SOC）に比例して単調に増加する電圧曲線を示します。定電圧（CV）充電フェーズにおける早期の電圧プラトー低下は、リチウムプレーティング...
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リチウム電池の製造において、コーティング工程におけるA面/B面コーティングのずれは、しばしば見落とされがちですが、バッテリーの容量、安全性、そしてサイクル寿命に重大な影響を及ぼします。ずれとは、電極の表裏におけるコーティングの位置や厚さの分布にばらつきがあることを指し、局所的なリチウムめっきや電極への機械的損傷などのリスクにつながる可能性があります。 この記事では、機器の精度、プロセスパラメータの設定、材料特性などの観点から、ずれの根本原因を分析し、企業が製品の一貫性と安定性を高めるのに役立つターゲットを絞った最適化戦略を提案します。 Ⅰ. A面/B面のずれの原因 1. 設備要因 ロール システムの組み立て精度が不十分: バッキング ロールおよびコーティング ロールの取り付け時に水平方向または同軸方向にずれが生じると、位置がずれる場合があります。 コーティング ヘッドの位置決めエラー: 低...
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