公開noteのまとめ↑公開しているnote(電子書籍)の内容のまとめています。近年、リチウムイオン電池の発火事故が急増しており、リチウムイオン電池の安全性の低さが注目されはじめています。この安全性の向上(危険性の低減)がリチウムイオン電池普及のための課題の一つです。IOT化が今後進むにつれ、リチウムイオン電池の重要性がより増してくるため、リチウムイオン電池に関する知識を増やすといいです。ここでは、リチウムイオン電池の構成材料として使用されている増粘剤に関する以下の内容について解説していきます。・増粘剤の代表であるカルボキシメチルセルロース(CMC)の特徴について解説しています。リチウムイオン電池のおける増粘剤の役割リチウムイオン電池の構成を簡単に説明します(詳細はこちらにて解説しています)。リチウムイオン電池は、リチウムイオン電池は、正極、負極、セパレータ、電解液、ケース等から構成され、以下のように構成されます。中でも、正極はLiイオンの供給源の役割を持ち、一方で負極はLiイオンの供給源の役割を持ちます。正極や負極という電極を作製するとき、主に「活物質などの材料を有機溶媒に混ぜて行う溶剤系」と「水に混ぜて行う水系」の電極に分けられます。水系溶媒を用いて各電極を作製した方が環境負荷も小さく、コストも削減できるメリットがあります。実際のところ負極では水系電極を実現しているメーカーが多くありますが、水系正極では各種性能の観点から実用化にはあまりされていません。このような水系電極ですが、性能を上げるための重要な材料として増粘剤とよばれるものがあります。水系負極の電極作製工程を例に、リチウムイオン電池の増粘剤について考えていきましょう。水系負極では、負極活物質(黒鉛など)とバインダー(SBRなど)と増粘剤であるカルボキシメチルセルロース(CMC)と水を使用した合剤を、混練しスラリーを作ります。スラリーを負極箔(Cu)に薄く塗布し、乾燥させ、各種加工を行うと負極ができます。ここで、塗工時のスラリーの粘度が最適でないと「粘度が低すぎてそもそもスラリーとして基材箔にぬることができない」「電極の剥離強度が低い」「電極の不良率が高い」などの性能や生産工程における不具合が多々起こります。スラリーの粘度に大きな影響を与えるパラメータには、「材料における増粘剤の構成比(割合)」「増粘剤の分子量などの物性」があります。スラリーの質には増粘剤の影響度が高いといえます。増粘剤はスラリーの質を調整するための役割をもつのです。増粘剤の代表であるカルボキシメチルセルロース(CMC)の化学構造・特徴リチウムイオン電池における増粘剤の代表として、カルボキシメチルセルロース(CMC)とよばれるものがあります。以下のような化学構造をとります。※※そして、CMCの特徴(メリット)としては以下のような項目が挙げられます。・分散安定性が高い・人体への害がなく、生分解性を有する・適度な粘度を持つ・他の合剤と化学的な反応を起こさないなどのメリットがあり、電池用の増粘剤として使用されているのです。一方で、デメリットとしては、増粘剤が活物質の周りを覆う力が強く、溶剤系材料と比較し内部抵抗が若干大きくなる傾向にあることなどが挙げられます。構成比や各種製造条件を検討することによって、溶剤系と同等やそれ以上の性能を出すことも可能です。将来的には低環境負荷の材料を使用する傾向が強くなっていくため、より増粘剤の需要が増すといえます。こちらでまとめています(あいうえお順で分類)。計算問題を解いてみよう【1hPaは何MPa?1MPaは何hPa?】Twitter始めました!サイトの記事や更新情報等つぶやいていきます。よろしければフォローのほどよろしくお願いいたします。Reserved.サイト内検索:。