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正極材原材料中の不純物及び主成分濃度評価
二次電池正極材中の不純物及び構成元素評価
■ 正極材料：LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiFePO4, Li2FePO4F, LiCoNiMnOx等
リチウムイオン電池(LIB)は、携帯電話・ノートPC・デジタルカメラ・MP3等を始めとした電子・電気機器に幅広く搭載され、近年では自動車(EV,HEV)等の交通機関の同源力として実用化が進んでいます。そのため、更なる高容量化や耐久性の向上、また安全性の確保が重要な課題となってきています。
EAGでは、二次電池正極材の原材料中の不純物及び主要構成元素の濃度評価法として、以下の分析手法を提案します。
■ GDMS(グロー放電質量分析)
GDMSとは微量不純物(ppm-ppb wt)の評価に適した手法で、周期律表上の安定同位体を持つほとんどの元素を同時測定する事が可能です。
通常、試料は導電性を持つものが好ましいとされているが、EAGでは導電性物質だけではなく、半導体、絶縁物などを安定に測定できる技術を保有し、安定した酸化物、窒化物、炭化物の中の不純物分析ができます。
■ LiMnNiCoOx試料における検出下限値一覧
■ IGA(ガス成分分析)
測定対象試料を高温の坩堝内で燃焼し、炭素と硫黄は赤外検知、水素・酸素・窒素は不活性ガス融合によりその濃度を評価する。
■ LiMnNiCoOx試料中のH,C,N濃度評価事例
| Element | Concentration |
|---|---|
| C | 1.6 wt % |
| N | 320 ppm wt |
| H | 0.86 wt % |
■ ICP-OES(誘導結合プラズマ発光分析)
測定対象試料を一度溶液化する湿式手法で、主成分レベルで存在する元素の評価に適した手法である。
■ LiCoO2試料中のLi,Co濃度評価事例
| Sample 1 | Sample 2 | Sample 3 | |
|---|---|---|---|
| Li | 6.15 | 7.05 | 7.15 |
| +/- | 0.07 | 0.03 | 0.04 |
| Co | 61.17 | 60.22 | 59.91 |
| +/- | 0.45 | 0.22 | 0.31 |
