배터리 전기화학을 현장에서 실시간으로 관찰할 수 있는 유일한 수단은 일본 Lasertec Corporation*입니다.
전기 화학 반응의 시각화를 위한 공초점 시스템 ECCS B310/B320
전기 화학 반응을 시각화하는 공초점 시스템
실시간 현장 관찰과 추가 정량 분석이 가능하며 배터리 재료와 공정을 개선할 수 있는 최고의 수단입니다.
를 사용하면 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다.
충전 및 방전 과정의 고화질 컬러 애니메이션
강력한 정량 분석 소프트웨어 탑재
리튬 인레이, 팽창, 수축 및 수상돌기 생성 메커니즘의 정량적 분석
스냅 셀 및 소프트 팩 배터리 샘플에 사용 가능
R&D 효율성 및 효과의 획기적인 개선
[시스템 설명]
레이저텍 재팬의 공초점 시스템 ECCS B310/B320을 사용하면 충전 및 방전 중인 리튬 배터리에서 전기 화학 공정의 분포를 관찰하고 정량화할 수 있습니다. 이 시스템은 공초점 현미경 기술을 사용하여 충전 및 방전 상태의 리튬 배터리 내부를 관찰합니다.활성 물질의 팽창, 수축, 고르지 않은 반응 분포, 수지상 결정, 가스 생성몇 주 또는 몇 달이 걸리던 초기 배터리 평가를 쉽게 시각화하고 정량화할 수 있는 기능을 통해 며칠 만에 단축할 수 있습니다.
[기술적 이점]
- 초점 표면(전극 활성 물질의 표면)에서 반사된 빛만 수신하는 트루 컬러 공초점 광학 시스템이 사용됩니다.
- 따라서 유리 표면, 전해질 등의 영향을 받지 않으며 높은 분리율로 고해상도 색상 관찰이 가능합니다.
[애플리케이션]
탐지물 | 테스트 항목 |
---|---|
전체 배터리 | 이온 이동과 전자 이동의 저항 비율 확인 |
수지상 결정이 생성되는 조건과 수지상 결정이 생성될 때 발생하는 움직임을 확인합니다. | |
배율 특성 시각화 | |
주기적 노화 시각화 | |
온도 특성 시각화 | |
나트륨 및 황화물 전고체 배터리 분석 | |
PSG 흑연 필름과 같은 차세대 소재 분석 | |
완전 배터리 또는 반 배터리로 사용 가능 | |
음극 | 임베디드 시각화 |
팽창과 수축의 실시간 관찰 | |
색상에 따른 흑연 음극의 단계 분석 | |
양극 | 리튬 이온 방출 시각화 |
팽창과 수축의 실시간 관찰 | |
전해질 | 가스 생산량 시각화 및 생산 위치 추가 확인 |
첨가제의 효과 확인 | |
전도성 에이전트 | 전기 중앙 집중식 시각화 |
임베딩을 통한 분산 시각화 | |
탄소 나노튜브의 효과 확인 | |
바인더 | 테스트 활성 물질 간의 결합 특성 |
컬렉터 포일과 활성 물질 간의 결합 확인 | |
다이어프램 | 다양한 소재 임베딩의 효과 확인 |
세라믹 코팅이 반응 분포에 미치는 영향 확인 | |
전극 내 금속 이물질의 영향 시각화 |
[시스템 사양]
- 관찰실
- 온도 제어 시스템(-30°C~80°C)
- 기타
[테스트 데이터]
반응 분포 분석
음극
흑연 기반 음극은 충전 과정에서 여러 단계를 거쳐 최종적으로 모든 층 사이에 리튬 이온이 삽입된 100% SOC에 도달합니다.
이때 활성 물질의 색이 충전 전 회색에서 파란색→빨간색→금색으로 바뀌며, 이를 통해 필름 두께 방향의 반응 분포를 정량화할 수 있습니다.
양극
일반 양극은 흑연 기반 음극에서 발생하는 색상 변화를 보여주지 않지만, 충전과 방전으로 인한 작은 밝기 변화를 포착함으로써 필름 두께 방향의 응답 분포가 동일한 음극을 정량화할 수 있습니다.
긍정 및 부정 반응 분포의 동시 분석
2017 배터리 토론회 프레젠테이션(2A14)
휘도에서 양극의 반응 분포와 색조에서 음극의 반응 분포를 동시에 분석할 수 있습니다.
확장/수축 분석
ECCS의 팽창/수축 분석은 마이크로미터나 변위 게이지로는 측정할 수 없는 미세한 변화와 실시간 분석을 가능하게 합니다. 또한 획득한 이미지의 선을 시간 순서대로 나란히 배열한 '라인 이미지'를 생성하여 각 복합 층을 선택적으로 측정할 수도 있습니다.
수상돌기 관찰
전극 공극률 측정
보이드 비율은 현미경으로 ECCS B320의 기능을 사용하여 전극 표면의 거칠기를 측정하여 평가할 수 있습니다.
전극 공극률 측정
보이드 비율은 현미경으로 ECCS B320의 기능을 사용하여 전극 표면의 거칠기를 측정하여 평가할 수 있습니다.
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