INITIAL ENERGY SCIENCE&TECHNOLOGY Co. Ltd.(IEST/ 中国)

粉体電気抵抗率/加圧密度測定システム PRCDシリーズ

高精度な圧力印加、厚み(変位)測定および電気抵抗計測器を統合し、粉体の電気抵抗率と
圧縮密度を正確に測定します。
サンプルに合わせて、ホルダ(2端子測定、4端針測定)を選択することにより幅広いサンプル
(高抵抗、低抵抗)に対応できます。
材料開発から粉体材料のロット管理まで、粉体の品質管理に活用できます。

二次電池製造工程カタログリンク(別ウィンドウ・外部リンク)


株式会社東陽テクニカ 脱炭素・エネルギー計測部
phone03-3245-1103
Mail:keisoku[at]toyo.co.jp

特長

  • サーボモータによる高確度圧力制御および安定で均一な圧力印加構造
  • 高確度測定:設定圧力ごとに、ブランクの厚み/抵抗を事前に測定・補正
  • 大気暴露防止用の密閉ホルダあり
  • サンプルホルダの面積によって最大650MPaの加圧が可能

仕様

PRCDシリーズラインナップ

型番 PRCD3000 PRCD3100 SEMS1100
1000kgモデル
13mmΦ対応
5000kgモデル
13、16、20mmΦ対応
5000kgモデル密封セル専用
13mmΦ対応
測定モード 2端子(高抵抗)モード
4端針(低抵抗)モード
密閉性サンプルホルダ対応(オプション)
2端子(高抵抗)モード
密閉性サンプルホルダ対応
加圧方法 定点、ステップ、降伏特性(印加、緩和の繰り返し)
加圧範囲 10 kg~1000kg
(5~70MPa@13mmΦ)
10 kg~5000kg
(5~200MPa@16mmΦ)
10 kg~5000kg
(5~350MPa@13mmΦ)
加圧測定確度 ±0.3%
厚み測定範囲/厚み測定確度 0~8㎜/±10μm
厚み変位測定確度 ±10μm
抵抗測定レンジ 1μ~20MΩ/0.1%FS 1μ~200MΩ/0.1%FS 使用する測定器による
サンプルサイズ 13mmΦ
厚み8mm以下
13mm、16mm、20mmΦ
厚み8mm以下
13mmΦ
厚み0.8~2mm
入力電圧/電源容量 単相100V/450W 単相200V/2100W
外形寸法W×D×H/装置重量 320×400×800mm / 85kg 370×580×1100mm / 250kg 370×580×1100mm / 165kg
安全機構、標準搭載機能
(開発中)
非常停止釦 異常圧力時停止、扉開時加圧停止
安全機構、特注機能 対応可能(要相談)
標準サンプル 抵抗、厚みサンプル
抵抗測定器 内蔵@1kHz
PC OS Windows 10 11 日本語版
12th Gen Intel(R) Core(TM) i5-1235U 1.30 GHz等
メモリ8GB~
HDD 256GB

ラインアップ

PRCDシリーズサンプルホルダアクセサリ

■2端子サンプルホルダ
(PRCD3000/3100に標準付属)

■4端針サンプルホルダ
(PRCD3000/3100に標準付属)

■密閉性サンプルホルダ
(SEMS1100に標準付属)

■タッピング装置
(本体に標準付属)

 

■成型品取り出し装置
(本体に標準付属)

ラインアップ

PRCDシリーズにはAC1kHzの抵抗測定装置が内蔵されていますが、圧粉したサンプルのインピーダンス測定をする際、インピーダンス測定システムを
用いて周波数を変化させることにより、バルクの抵抗成分/粒界(粒子同士の界面)の抵抗成分を分けて測定することができます

インピーダンス測定装置ラインナップ

■Bio-Logic社
電気化学測定システム

 

・周波数範囲:10μHz~7MHz
・充放電試験に対応

■Keysight社
インピーダンス測定システム



 

 

・周波数範囲:20Hz~10/20/30/50/120MHz
・オープン・ショート・ロード補正機能あり

■東陽テクニカ社
マテリアルインピーダンスアナライザ

 

・周波数範囲:1mHz~5MHz
・1TΩの高インピーダンス測定に対応

技術資料

【技術資料】固体電解質の特性評価法の概論

全固体電池の実用化に向けて、固体電解質のイオン伝導率と化学的安定性の向上や、電極-電解質界面状態の改善に課題があると言われています。
電気化学的な測定項目は、インピーダンス試験によるイオン電導度や電子伝導度の測定、直流測定による電位窓の測定などで液系電解質と同様の項目になります。 一方で物理特性に関しては、電解質が固体であることから拘束圧力が電解質ひいてはセルの性能に大きな影響を及ぼすということが知られています。つまり、全固体電解質の評価を行うためには、安定した荷重をかけながらの電気化学測定が必要であると言えます。
本文章では固体電解質の特性評価方法について、具体例を例示しながら説明します。

続きはこちら(別ウィンドウ・外部リンク)

事例紹介

粉末抵抗加圧の重要性

リチウムイオン二次電池などに使用される電極には様々な粉末が使用されています。これら粉末で電極を形成する際に圧力管理は非常に重要で、電池の内部抵抗(主に電子抵抗)に大きく起因します。また、次世代二次電池である全固体電池では、粉体同士の固体-固体の界面接合性が電池の性能を左右
するため、圧力依存性の評価は非常に重要な測定となります。

PRCDシリーズの特徴紹介

■サーボモータによる高確度圧力制御および安定で均一な圧力印加構造

手動での粉末加圧形成

→不均一な圧力印加による割れ・欠けが発生△

PRCDを使った粉末加圧形成

→割れ・欠けのない形成が可能◎

  • 正極材の評価
    ー表面処理前後の正極材の表面状態の定量化と充放電データとの相関評価
  • 負極材の評価
    ー黒鉛粉末の抵抗・かさ密度評価
    ー加圧特性評価
  • 固体電解質の評価
    ー固体電解質のイオン伝導度評価
    ー活性化エネルギーの算出
    ー全固体電池の圧力依存性評価

【実例紹介】固体電解質の加圧形成および伝導度評価

粉末加圧形成からイオン伝導度、充放電試験まで1つのシステムで評価可能です。

様々な圧力と電気化学パラメータで固体電解質、全固体電池の電気化学的特性を分析することができます。
また、専用の密閉サンプルホルダで様々な固体電解質サンプルを測定できます。

粉末加圧形成

加圧によるペレット形成 固体電解質

■酸化物系固体電解質の評価:

加圧形成後、ホルダからサンプルを取り出し、加熱炉で焼結、上下に電極 (Auなど)を蒸着

イオン伝導度の圧力依存性評価

■硫化物系全固体電池の評価:

固体電解質加圧形成後、正極プレス形成、負極プレス形成を行い、 電池を作製

充放電試験