Product introduction: Slurry Analytical System

2022年6月リリース予定 先行情報公開

第62 回 電池討論会出展

スラリー解析システム
Slurry Analytical System

リチウムイオン電池の電極スラリー開発に

スラリーの混ざり具合を手軽に推定

Slurry Analytical System は、
スラリーの電子伝導性を解析し
内部状態を推定できるシステムです。

システム概要

スラリー解析システムとは

LIB電極スラリーのインピーダンス計測値を、HIOKI独自のアルゴリズムで解析し、電子電導性を示す「DCR」「Rratio」「Uniformity」を出力する解析サービスです。
これら3つの指標によりスラリーの混ざり具合を推定できます。

実験・検証計画や利用頻度など、必要に応じ手軽に利用いただけます。

基本的な使い方

お客様は、スラリーのインピーダンスを計測するだけ。
クラウド上の解析ソフトウェアが、最適なアルゴリズムで解析します。

1.ライセンスカードを購入する

解析ソフトウェアの利用には、ライセンスカードのご購入が必要です。

・ライセンスカードには利用期間、ログイン情報等が記載されています。
・ライセンス利用期間は、登録後の初回ログイン時から開始(追加)されます。
・登録有効期限は、ライセンスカードに記載されています。

2.計測環境を用意する

スラリーのインピーダンスを計測するための計測機器をご用意ください。
推奨計測機器は、以下のとおりです。

LCRメータ IM3536またはIM3536-01(測定ソフトウェア SA2633を無償提供)
テストフィクスチャ SA9002
電極セル SA9001
・テストフィクスチャ SA9002は、SA9001専用のテストフィクスチャで、SA9001がワンタッチ着脱できます。
・電極セル SA9001は50個単位での販売となります。

※他社製の計測器を使用する場合

・電極セル SA9001を利用してください(解析アルゴリズムはSA9001使用を前提としています。)
・テストフィクスチャ SA9002は、接続可否をご確認ください。
・取得データの範囲内での解析トライとなります。
・送信用(CSV:指定フォーマット)ファイルを準備してください。

推奨測定条件
・測定周波数:4Hz~8MHz
・測定点数:500点(対数間隔)
・印加信号:定電圧±100mV

3.計測をする

LCRメータ IM3536かIM3536-01と専用の測定ソフトウェアSA2633を使用し、インピーダンスの計測をします。計測データ(CSVファイル)が自動生成されます

4.データを送信し、解析値を取得

測定ソフトウェアからクラウド上の解析ソフトウェアにアクセスします。解析ソフトウェアにて計測データと材料カテゴリーを選択すると、解析開始します。難しい設定などをせずに、解析値が取得できます。

対応可能な材料カテゴリー

活物質LCO、NMC、NCA、LMO、LFP、天然黒鉛、人造黒鉛、LTO、Si、SiO、無
導電助剤アセチレンブラック、カーボンナノファイバー、ケッチェンブラック、グラファイト、無
バインダーPVDF、SBR+CMC、ポリイミド、無
分散剤ノニオン、アニオン、カチオン、無
溶媒NMP(N-メチルーピロリドン)、水

*材料カテゴリーの組み合わせにより、適切な解析アルゴリズムで解析します。(選択できない組み合わせもあります。)
*構成比情報は不要です。
*材料カテゴリーは、順次追加していきます。
*解析不可の場合もあります。

ご利用にあたっては利用規約・プライバシーポリシーへの同意が必要となります。

解析原理

スラリー解析システムは、スラリーの導電特性を相対評価できるDCR、Rratio、Uniformityの3 つの定量指標をアウトプットします。

スラリーに交流電流を流したときの
・電流の流れ方
・電子の動き方
に対応する電気等価回路(EEC)を構築します。

インピーダンス計測値をEECにフィッティングし、EEC中の各パラメーターを取得します。各パラメーターから、解析値として「DCR」「Rratio」「Uniformity」をアウトプットします。

解析・考察事例

事例1:導電助剤量の違いを解析する

導電助剤量の違う3水準(各3サンプル)比較で、理想的な導電パスが形成される添加量を考察しました。

1.材料の混合割合
活物質 18g、導電助剤0.25g、0.5g、0.75g、バインダー0.5g

2.材料の練り込み
NMPを添加して固形分濃度を70%に調整し、9分間の混練を行います。

3.粘度の調整
NMPを添加して固形分濃度を50%に調整した後、6分間攪拌します。

解析結果

DCR

添加量を増やすに伴い、全体抵抗の低下がみえます。

Rratio

添加量増に伴い、導電助剤由来の抵抗成分の比率もあがっていることがみえます。

Uniformity

助剤0.75gの水準は、0.5gの水準に対し、低い均一性を示しています。

混錬時間9分の条件では、添加量0.5gの水準が、最も理想的な導電パスを形成したスラリーと判断しました。

事例2:混錬時間違いによる差異を解析する

適切な混錬時間を考察する目的で、混錬時間の違う3水準(各3サンプル)を準備し、解析しました。

1.材料の混合割合
活物質 95%、導電助剤 2.5%、バインダー2.5%

2.材料の練り込み
NMPを加えて固形分濃度を70%に調整した後、それぞれのサンプルを1、3、6分混練する。

3.粘度の調整
NMPを添加して固形分濃度を60%に調整した後、攪拌します。

解析結果

DCR

混錬時間3分の水準が、低いDCRを示しました。

Rratio

混錬時間3分の水準が、高いRratioを示しました。

Uniformity

混錬時間3分の水準が、高いUniformityを示しました。

混錬時間3分の水準が、理想的な導電パスを形成したスラリーと判断しました。

概算費用

計測環境・ライセンスカードをご購入ください

LCRメータ詳細金額
LCRメータ IM3536測定周波数 4 Hz ~ 8 MHz
測定ソフトウェアSA2633無償提供
PCは別途ご準備ください
420,000円(税込462,000円)
LCRメータ IM3536-01測定周波数 10 MHzまでの特注品
測定ソフトウェアSA2633無償提供
PCは別途ご準備ください
お見積もり
テストフィクスチャ詳細金額
SA9002SA9001専用テストフィクスチャ
推奨計測機器以外の計測器接続の場合は、接続可否をご確認ください
350,000円(税込385,000円)
電極セル詳細金額
SA900150個単位25,000円(税込27,500円)
ライセンスカード詳細金額
SA2631-03ご利用期間 30日間(連続)
※解析件数の制限はありません
150,000円(税込165,000円)

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