弊社noco-techが製造・販売しているLiイオン電池用セパレータ
X-SEPAの薄膜品の開発に成功しましたので その物性と薄膜化によるメリットをご紹介します こちらの表は弊社がすでにサンプル提供を開始しているX-SEPAの
製品ラインナップになります 製品ラインナップの詳細に関しては、別動画でご紹介していますので
そちらをご参照下さい 現在、セパレータ基材として最も薄い膜厚は13umとなりますが お客様からはさらに薄膜品のご要望が多くあり
開発を進めておりましたが、この度薄膜品の開発に成功しました 膜厚としては、セパレータ基材が8umになります 原材料の調整、製造装置・製造プロセスを最適化することで
弊社パイロットラインで作製することに成功しました 層構成としては、表層の高空孔率層(空孔率72%)が2um
真ん中の低空孔率層(空孔率50%)が4umで トータル膜厚が8um、空孔率は63%、透気度は8秒となっております セパレータ膜厚が薄くなることで、色々なメリットがありますが
今回はその中から2つのメリットをご紹介します 1つ目のメリットは、高出力特性になります こちらのマンガ絵
では、例として
積層型の電池(セル)を用いて説明しています 灰色の層が正極、オレンジ色がセパレータ、黒色が負極で
各電極をセパレータが挟む形で積層されていて 左側がセパレータ膜厚 16um、右側がセパレータ膜厚 8umで
電池(セル)を作製した絵になります オレンジ色のセパレータは、多孔質膜となっていて
Liイオンを通すことができるのですが それでも抵抗成分として働いてしまいます そのため膜厚が厚い方が、電池(セル)としての内部抵抗が高くなり 特に高出力時には電池容量が小さくなってしまいます セパレータ膜厚を薄くすると、内部抵抗を低くすることができ
高出力時の電池容量の低減を抑制することができます こちらのグラフは出力特性、いわゆるレート特性という
性能を評価した結果になります 弊社でセパレータ膜厚が16um、13um、今回開発した8umの
セパレータを用いて電池(セル)を作製し評価をしました グラフの横軸が電池(セル)に流す電流密度 Cレートで
縦軸が各電流密度で取り出せる電池容量(放電容量)になります グラフを見ても分かるように、高出力時、つまり電流密度が高くなると 取り出せる電池
容量(放電容量)が低くなっているのが分かると思います また、高出力側を見るとセパレータ膜厚が薄くなることで
取り出せる電池容量(放電容量)が高くなっています Cレートが10Cでは、セパレータ膜厚が16umから8umになることによって 取り出せる電池容量(放電容量)が約30%向上していることを確認しています 用途としては、高出力特性が求められるドローン、電動自動車、電動バイク
パワーツール などのアプリケーションでの需要が期待できます 2つ目のメリットは、電池容量の向上です こちらも積層型の電池(セル)を用いて説明しますが
左側がセパレータ膜厚 16um、右側がセパレータ膜厚 8umで 電池の大きさ、つまり膜厚が同じだった場合
このようにセパレータ膜厚が厚いと 積層時に電極の枚数が少なくなり、膜厚が薄くなると
その分、電極の枚数が多くなります このマンガ絵では左側の電池(セル)は正極が4枚、負極が3枚 右側の電池(セル)は正極が5枚、負極が4枚と
それぞれ1枚ずつ多くなっています 電池容量は電極の枚数(面積)が増えると大きくなりますので セパレータ膜厚が薄い方が、電池容量が大きくなること
が分かると思います 弊社で作製しているセルで計算しますと、セパレータ膜厚が16umから8um
になることで、電池容量が12%向上することになります 現在、この膜厚8umのX-SEPAは原材料の最終調整と製造ラインの確立を
行っており、お客様への出荷体制を整えております 以上が、弊社が開発中の薄膜化 X-SEPAの物性とメリットに関する
ご紹介となります ご視聴ありがとうございました
Comments