電池断面観察用セル SB2300 ｜株式会社イーシーフロンティア

電池評価セル SB

電池断面観察用セル
SB2300

リチウムイオン電池に代表される二次電池の充放電過程に伴う反応進行状態を、
電極平面ではなく電極断面からリアルタイムに可視化できるセルです。

用途

インターカレーションの深さ方向の反応分布
デンドライト発生のメカニズムの解明
電極の膨張／収縮の観察

セル構造

正極および負極は専用の抜き刃で10mm□にカットし、セパレータとともに電極拘束治具にセットします。電極は左右からステンレス治具で拘束され、スプリングで一定の荷重が負荷されます。
正負極の真下にLi金属などの参照電極材料を押付けることができ参照電極を組み込んだ3電極系での測定も可能です。

電極をセットした拘束治具をステージ台に入れます。
チャンバー容器に入れると板バネで簡単に集電が取れ、正極／負極／参照極の端子はチャンバー容器外側の3箇所に対応します。
チャンバー蓋を閉めることで、拘束治具をセットしたステージ台が窓材に向かって押し付けられる構造となり窓を介して電極断面の観察が行えます。

グラファイト負極の充電時インターカレーションの色変化観察

測定条件

電解質	1M LiPF6(EC-DMC-EMC 30:35:35)
正極	コバルト酸リチウム
負極	グラファイト
参照極	Li
Cレート	1/15C(CC-CV充電)

グラファイト負極は、リチウムがインターカレーションする充電の過程において、グレー→青→赤→金色へと変化することが知られています。
当社のセルも同様にSOC0％→100％の過程において、各反応ステージにおける色変化を観察することができました。

電池断面観察用セルのIn-situラマン測定

堀場製作所社製
性能とユーザビリティを両立したラマン顕微

LabRAM Soleil

LabRAM Soleilとの接続例

放電中のin-situラマンスペクトル

充電状態でLiのグラファイトへのインターカレーションに由来するLiC6のピークが強く観察され、3.8V付近からのLiC6ピーク減少に伴い、グラファイト由来のGバンドのピーク増加および形状の変化が観察されました。

充電／放電状態におけるin-situラマンイメージング

光学顕微鏡像とラマンイメージ(RGB)のオーバーレイ

充電状態ではインターカレーションが進行しているエリア（緑）と十分に反応が進行していないエリアが観察された。
放電状態ではグラファイトの結晶性が高いエリア（赤）とグラファイトの結晶性が低いエリア（青）がまばらに観察された。

部品構成図

部品構成図（PDFファイルを表示）

仕様

品名	コード	仕様
S2300 電池断面観察用セル本体	14256	材質：SUS316/304, ポニフェニレンサルファイド(PPS), 石英, PTFE パーフロ O-リング, EPDMガスケット
S2300 2極用拘束治具	14260	材質：SUS316, ポニフェニレンサルファイド(PPS)
S2300 3極用拘束治具	14261	材質：SUS316, ポニフェニレンサルファイド(PPS)
S2300 ハンドパンチ	14259	ボディ材質：高強度アルミ合金, 型抜き寸法：□10x10mm, 角R0.2mm