電池性能の最適化

電池産業における研究開発(R&D)により、イノベーションが加速し、エネルギー密度、寿命、安全性、およびコスト効率が改善されています。科学者やエンジニアは、全体的な性能の向上につながる新しい材料や化学物質を探究しています。このような電池の改善により、電気自動車の航続距離を延ばして、電力グリッドの蓄電容量を増大させることができます。

アジレントは、世界中の研究者が必要な情報を確実かつ迅速に収集できるようにするために、意見交換を行っています。アジレントは、研究者が将来の電池に必要な新しい材料や製剤を調査するために必要になる、分析ツールの包括的なポートフォリオをご用意しています。

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電池の研究開発

研究者は、生産規模の拡大、効率の向上、コストの削減、電池のバリューチェーン全体にわたる製造上の問題のトラブルシューティングのために、製造プロセスの改善に熱心に取り組んでいます。また、より効率的なリサイクル技術を開発して、製造プロセスにおける有害物質や希少物質の使用を削減または排除することにより、リチウムイオン電池が環境に与える影響を最小限に抑えます。



リチウムイオン電池の研究開発グループは、現在どのようなことに取り組んでいるのですか?

研究開発科学者は、電池性能を向上させる方法を特定するために、新しい材料、製剤、性能、分解に関する試験を行っています。EV 電池の場合、目標は、航続距離に関する不安を最小限に抑えて、安全性を高め、充電時間を短縮することです。これを達成するためには、一般的な品質管理ラボよりも高感度で柔軟性の高い分析機器が必要になりますが、このような機器であれば、より広範なサンプルを取り扱うことができるようになります。




電池の研究に関してよく寄せられる質問

はい、リチウム鉱床を特定する技術の向上から、電池の構成部品をリサイクルするプロセスまで、バリューチェーン全体で研究が行われています。

研究の特に重要な分野は、カソード関連です。カソードは、リチウムイオン電池の中で最も高価な部品であり、電池性能に最も大きな影響を与えます。

電池の研究は、技術が安全なもので、消費者の進化するニーズを満たしており、環境への影響を可能な限り抑えて、採算が取れるように製造できることを保証するために重要です。
電池材料、システム、電池製造のプロセスや技術に関する研究は、世界規模で行われています。学術機関、民間企業、合弁企業、受託研究機関などが、このような研究を行う組織の例です。アジレントは複数の研究者と提携して、この技術の発展に取り組んでいます。
リチウムイオン電池の研究は、LIB を動力源とする EV に対する社会的な認識の低さを解消するために行われています。例えば、(a) 航続距離に関する不安、(b) 安全性、(c) 充電時間の短縮、(d) 電池全体の寿命などです。全固体電池(SSB)は、3 つの分野すべてに対応できる可能性があるため、多くの研究者は、SSB を可能な限り短期間で市場に投入できるよう、研究を早急に進めようとしています。

電池の研究開発のためのアプリケーションリソース

質量分析とイオンクロマトグラフィーによる化合物の同定

科学者は、未知の化合物を取り扱うことがよくあります。未知の分子の式を解明することにより、電池製造に使用される元素の組成変化に関する知見が得られます。

アプリケーションノートをダウンロードして、Agilent 6546 LC/Q-TOF システムとイオンクロマトグラフィーが、どのようにして化合物の同定を簡素化するのかをご覧ください。 分析された材料の同定や電気化学的特性を知ることにより、電池のメカニズムや挙動に関する知見が得られます。

LC/MS による故障したリチウムイオン電池セルの分析

リチウムイオン電池の効率と寿命は、電解液とその成分の品質に大きく依存しています。故障したセルでこれらの化合物を分析することは、製剤や設計の改善につながります。

アプリケーションノートをダウンロードして、Agilent LC/MSD iQ システムが、どのようにして低 ppm 範囲で主要成分を高感度で検出し、低 ppb 濃度で DMDOHC および DEDOHC 分解生成物を測定するのかをご覧ください。


GC による電解液の分解の解明

リチウムイオン電池セルの性能低下は、電解液の分解や電池パック内での膨張ガスの発生に起因する可能性があります。膨張ガス分析により、LIB の分解の経路に関する知見が得られます。科学者は、脱ガス化合物を分析して、LIB 性能を最適化するために、電池セルを強制的に故障させています。

アプリケーションノートをダウンロードして、コンパクトで 3 チャネルの 990 マイクロ GC が、どのようにして分解された電池パック内の膨張ガスを迅速かつシンプルに分析するのかをご覧ください。

FTIR によるリチウムイオン電池のバリューチェーン全体の研究

世界中の研究者は、電池のエネルギー容量を増大させ、充電時間を短縮して、より安価で安全な構成部品材料を見つける方法を模索しています。

ホワイトペーパーをダウンロードして、Agilent Cary 630 FTIR と MicroLab ソフトウェアを組み合わせることにより、どのようにして電池製造プロセスのさまざまな工程で材料を分析、特性解析、調査しているのかをご覧ください。


電池のバリューチェーンの全工程において、存在する元素の種類と量を知ることは有用です。元素分析が、鉱物抽出、電池製造、規制要件への適合、電池リサイクルにおいてどのように利用できるのかをご覧ください。

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