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リチウムイオン二次電池材料の細孔分布測定
 粉体や多孔体の細孔分布や微細構造は、原材料だけでなく、製品の強度、吸着性能、透過性等と相関があるといわれています。そのため、品質管理や研究開発における評価項目として細孔分布を把握することは必要不可欠です。
 携帯電話用リチウムイオン二次電池のセパレータ、正極、負極について水銀圧入法による細孔分布を測定した事例を紹介します。

 水銀圧入法は、水銀があらゆる物質に対して濡れ難いという性質を利用し、固体表面の細孔に水銀を押し込み、その時の圧力と圧入された水銀量から細孔分布を求める方法です。細孔直径数nm-数百μm(メソポア〜マクロポア)の広い範囲の細孔分布を精度よく測定することが可能です。
 また、水銀圧入法では、測定結果から気孔率、かさ密度、見掛け密度、細孔表面積(円筒モデル)等の物性値を算出することもできます。

■試料
 携帯電話用リチウムイオン二次電池を解体し、セパレータ、正極、負極を取り出し、風乾した後、水銀圧入法により細孔分布測定を行いました。

■測定結果
  表:細孔分布測定結果
試料 細孔容積(mL/g) メディアン径(μm) モード径(μm)
セパレータ 0.28 0.09 0.08
正極 0.052 0.63 0.66
負極 0.12 0.99 1.6

 

図:水銀圧入法による細孔分布

 水銀圧入法のほか、ガス吸着法による細孔直径0.4−100nm(マイクロポア〜メソポア)の細孔分布測定にも対応します。