日本村田製作所積極推動可促進鋰離子電池(LiB)性能提升之充放電中原位(In-situ)分析技術的開發,並與東京理科大學合作,建立了一套利用紅外線熱成像相機的In-situ觀察系統,成功地實現了充放電中正極與負極溫度變化的直接觀察。
研究團隊開發了一套觀察系統,該系統利用以波長2~5 μm的紅外線強度測量溫度的熱成像相機(Thermography Camera),並透過藍寶石玻璃窗片材料進行觀察。
實驗中,研究團隊使用了橫截面觀察型鋰離子單電池。此電池由鎳錳鈷三元系正極活性材料、石墨負極活性材料、六氟磷酸鋰電解質、乙烯碳酸酯(EC)與二甲基碳酸酯(DMC)製成的電解液及聚丙烯隔離膜等電池材料組成,容量為1.5 mAh。研究團隊對電池進行充電並測量溫度,確認可觀察到正極、負極及隔離膜等各部位的溫度變化有所差異,進一步驗證了觀察系統的有效性。
透過LiB充放電過程的動作解析,不僅有助於電池設計的最佳化,亦可促進新材料的選擇。此外,若能準確掌握電池的發熱情況,將能進一步調整周邊材料,提升整體電池性能。