調査・解析・実験

電池材料統合分析

スマートフォンや電気自動車、蓄電システムなど、私たちの暮らしを支える電池。これらの電池は充電と放電を繰り返す中で内部状態が変化し、その変化が性能や寿命を左右します。しかし、電池が実際に動作している最中に内部で何が起きているのかを観察することは、これまで容易ではありませんでした。 In situ（インサイチュ）充放電分析は、電池を実際に充放電させながら、内部材料や構造の変化をリアルタイムで観察する技術です。従来のように電池を停止したり分解したりすることなく、動作中の電池内部で起こる反応をそのまま捉えることができます。当社では、このIn situ充放電分析技術を活用し、電池材料の特性評価や劣化メカニズムの解析を通じて、高性能・長寿命な次世代電池の研究開発を支援しています。

サービス内容

アサヒテクノリサーチでは、FE-SEM/EDS-Raman結合システムにて下記サービスをご提供致します。
本システムは、顕微鏡観察・EDS元素分析・ラマン分光法を一体化した総合分析システムです。同一視野から「形態」「元素」「化学情報」を同時に取得・相関解析でき、研究開発や不具合解析の劇的な効率化と精度向上を実現します。

In situ充放電分析

特徴

この技術により、

　●電池の劣化原因の解明
　●性能向上につながる材料開発
　●より安全で長寿命な電池の実現

が期待されています。

私たちは、電池内部で起こる目に見えない変化を可視化し、

次世代エネルギー技術の発展を支えています。
「電池の未来を、その瞬間から読み解く。」
それがIn situ充放電分析です。

FE-SEM/EDS-Raman分析

特徴

この分析手法の最大の特徴は、材料の構造・組成・化学状態を多角的に把握できる点です。例えば、電池材料や半導体デバイス、高分子複合材料の評価において、表面構造の変化や元素分布、分子構造の変化を同時に確認することが可能です。また、軽元素や大気に敏感な試料の解析にも対応しており、反応性材料や次世代材料の評価にも適しています。（正極、負極、固体電解質）

FE-SEM/EDS-Raman分析により、研究開発から不具合解析まで、効率的かつ高精度な材料評価が可能となり、より深い材料理解と新しい知見の獲得に貢献します。

EDSおよびRamanについて

機器の特徴

研究開発や材料評価、不良解析など幅広い用途に対応可能です。
①FE-SEM（JSM-IT810：JEOL製）
・ナノスケールの高分解能観察が可能
・低加速電圧で表面構造や微細形態を詳細に取得
②Windowless EDS（Gather-X：JEOL製）
・LiからUまで幅広い元素分析に対応
・微小領域の元素分布マッピングに有効
③Raman（RISE：Oxford Instruments製）
・SEMレベルの高倍率（3000倍程度）でのラマン分析により、化学状態・結晶性・応力などを評価
・EDSとRamanを同一視野での分析により、形態情報と化学情報を同時に取得可能
④充放電システム連携
・in-situでの充放電観察が可能
・電池材料の劣化や界面挙動をリアルタイムで評価

■従来の顕微ラマンとの違い

顕微ラマン	SEM/EDS-ラマン
観察倍率：数十～数百倍レベル	観察倍率：数十倍～数千倍レベル
EDSが付属しないので、ラマンスペクトルのみの情報になる。仮に後でEDS分析をしたくても、全く同じ位置をSEMで見つけてピンポイントに当てることは、ほぼ不可能	ウィンドレス型EDSを搭載しており、観察視野のEDS分析及びラマン分析を全く同じ視野で行えるため、EDSとラマンスペクトルのデータが得られるため、複合的に考察することができる。
原則、大気暴露雰囲気での測定	大気非暴露で測定ができるため、負極材や硫化物系などの試料も測定可能。
原則、充放電しながらの測定は出来ない	オプションではあるが、insituでの充放電状態で観察が可能（ただし、真空系のため、電解液のあるものは対応不可）
マッピングに数時間かかることと画像が荒いと言われることが多い	マッピング時間が数十秒から、数分程度でマッピングのドットは設定により細かくなるが、解像度（1インチのピクセル数）は倍率にもよるので数値化出来ないが従来のラマンマッピングに比べて細かく取れる。