受託分析

カーエレクトロニクスやライフサイエンスの分析・解析で研究開発をサポートします。

その他による受託サービス

バッテリー劣化調査、不具合調査

バッテリーの性能不良、膨れ、発火などの不具合の解析や、容量低下・内部抵抗上昇といった劣化要因の推定まで、多角的な調査・分析に対応します。

概要

弊社では、バッテリーの不具合調査および劣化調査を多角的に実施しております。外観観察から電気特性評価、X線CT観察、バッテリー解体解析(セル解体)、成分分析(異物調査)まで幅広い手法を駆使し、発生原因や劣化メカニズムを推定します。豊富な経験と幅広い分析装置の組み合わせにより、精度の高い調査を行うことが可能です。

◇過去実績
・バッテリー膨れ、発熱サンプルの不具合調査
・蓄電池の発火、電解液漏れサンプルの不具合調査
・電圧低下サンプルの不具合調査
・新品と劣化品の比較調査など
battery-deterioration-investigation 1.png

特徴

主な不具合要因と調査項目

〇容量低下(初期発生)
・ SEI 過剰成長         ➡負極SEIの厚み/組成確認(XPS分析)、内部の確認(AC-IR)
・電解液、電解質の劣化     ➡電解液量の減少(ドライアップ)の確認(解体+電解液量調査)、
                 電解液主成分、変性物成分の確認(GC-MS分析)
                 電解質濃度の低下確認(IC、F NMR)
                 内部抵抗の確認(AC-IR)
・水分の混入による電解質劣化  ➡電解質濃度の低下確認(IC、F NMR)

〇電圧異常(OCV高/低)
・接触不良による電圧異常   ➡電極、ケース類などの導通確認(抵抗測定 μ~mΩテスター)
・内部短絡による電圧低下   ➡物理短絡(異物混入/正負極の接触)有無(解体調査+SEM+LIBS)
               ➡化学短絡(異物の溶解析出)有無(解体調査+SEM+LIBS)
               ➡自己放電の確認(自己放電率測定)
               ➡絶縁抵抗測定による微小化学短絡有無(絶縁抵抗測定)

〇セル膨張(内部ガス)
・ガス発生による内部圧力上昇 ➡ガス成分分析による原因推定:CO₂、CO、H₂、CH₄、C₂H₄等(GC-BID、GC-TCD)
 ※過放電、過充電、水分混入

〇発熱、発火(熱暴走)
・冷却不良          ➡解体調査 ※解体調査による異物確認有無から推測
・過充電、過放電に伴う発熱  ➡ガス成分分析による原因推定:CO₂、CO、H₂、CH₄、C₂H₄等(GC-BID、GC-TCD)
・解体調査による異物確認   ➡解体調査 ※SEM(異物成分定 Cu、Li等)、LIBS
・外部短絡          ➡抵抗測定による導通確認、(絶縁不良、意図しない接触)
・内部短絡          ➡X-CTによる接触箇所確認、解体調査によるCu、Li 混入異物調査
                (異物貫通やリード接触による物理短絡)

〇BMU、BMS不良
・機器故障による過放電、過充電未検地 ➡電子回路の動作確認 ※回路図、回路設計調査

容量低下セルの充放電特性(長期保管劣化)

●製造から長期保管された円筒電池における急激な容量低下
製造から使用まで約1.5年程度経過している電池において、数サイクル程度の充放電サイクルにて急激な容量低下が見られます。
正常な状態で出荷されたとしても、保管状態(時間、温度、SOC)によって電池の劣化は促進されていくことがあります。

技術事例

化学微小短絡模擬試作コインセルの解体調査

◇調査概要
LIB事故、不具合において内部短絡が原因と推測されるケースが半数を占めており、内部短絡原因を 調査することは再発防止、改良策検討において重要です。 内部短絡原因の一つとして、微小化学短絡があります。金属異物が正極側に混入した際、異物が溶解し 負極側で析出し、最悪セパレータを横断し短絡に至ります。電池の電圧低下やショートとなるため、 影響を与える要因です。上記不具合を模擬したコインセルを試作し、解体後、各種分析調査を行いました。

不具合調査例

不具合フロー図

劣化フロー図

設備ラインナップ

  • 東京精密製

    モジュール用充放電装置

    容量:60V420A
    ●チャンネル数:1ch
    ●定電流範囲:0〜420A
    ●定電圧範囲:0〜60V
    ●定電力範囲:0〜25.2kW
    ●定電流精度:±0.1%
    ●定電圧精度:±0.1%
    ●定電力精度:±0.5%

    ETAC製 恒温槽 FL430N
    ●試験機内寸法:W700×H950×D700mm
    ●温度範囲:-70〜100℃
    ●湿度範囲:20〜98%RH
    ●温度上昇時間:-70℃から100℃まで70分以内
    ●温度下降時間:20℃から-70℃まで90分以内
    ●安全仕様:放圧ベント、CO₂消火器、熱検知器、
    H₂ガスメーター、COガスメーター、扉ロック機構

    ●所有事業所:春日井事業所

  • 東京精密製

    セル用充放電装置①

    ●容量:6V360A
    ●チャンネル数:6ch
    ●定電流範囲:0〜360A
    ●定電圧範囲:0〜6V
    ●定電力範囲:0〜2,160W
    ●定電流精度:±0.05%
    ●定電圧精度:±0.05%
    ●定電力精度:±0.1%

    ETAC製 恒温槽 FX720N
    ●試験機内寸法:W700×H950×D700mm
    ●温度範囲:-70〜100℃
    ●湿度範囲:20〜98%RH
    ●温度上昇時間:-70℃から100℃まで70分以内
    ●温度下降時間:20℃から-70℃まで90分以内
    ●安全仕様:放圧ベント、CO₂消火器、熱検知器、
    H₂ガスメーター、COガスメーター、扉ロック機構

    ●所有事業所:春日井事業所

  • 東京精密製

    セル用充放電装置②

    【単独運転】
    ●容量:6V120A
    ●チャンネル数:24ch
    ●定電流範囲:0〜120A
    ●定電圧範囲:0〜6V
    ●定電力範囲:0〜720W
    ●定電流精度:±0.05%
    ●定電圧精度:±0.05%
    ●定電力精度:±0.1%

    【並列運転】
    ●容量:6V240A
    ●チャンネル数: 12ch
    ●定電流範囲:0〜240A
    ●定電圧範囲:0〜6V
    ●定電力範囲:0〜1,440W
    ●定電流精度:±0.05%
    ●定電圧精度:±0.05%
    ●定電力精度:±0.1%

    ETAC製 恒温槽 FX730N
    ●試験機内寸法:W1,000×H1,000×D800mm
    ●温度範囲:-70〜100℃
    ●湿度範囲:20〜98%RH
    ●温度上昇時間:-70℃から100℃まで50分以内
    ●温度下降時間:20℃から-70℃まで100分以内

    ETAC製 恒温槽 FX720N
    ●試験機内寸法:W700×H950×D700mm
    ●温度範囲:-70〜100℃
    ●湿度範囲:20〜98%RH
    ●温度上昇時間:-70℃から100℃まで70分以内
    ●温度下降時間:20℃から-70℃まで90分以内
    ●安全仕様:放圧ベント、CO₂消火器、熱検知器、
    H₂ガスメーター、COガスメーター、扉ロック機構

    ●所有事業所:春日井事業所

  • 東京精密製

    セル用充放電装置③④

    【単独運転】
    ●容量:6V120A(単独運転)
    ●チャンネル数:24ch(単独運転)
    ●定電流範囲:0〜120A(単独運転)
    ●定電圧範囲:0〜6V(単独運転)
    ●定電力範囲:0〜720W(単独運転)
    ●定電流精度:±0.05%(単独運転)
    ●定電圧精度:±0.05%(単独運転)
    ●定電力精度:±0.1%(単独運転)

    【並列運転】
    ●容量:6V240A(並列運転)
    ●チャンネル数:12ch(並列運転)
    ●定電流範囲:0〜240A(並列運転)
    ●定電圧範囲:0〜6V(並列運転)
    ●定電力範囲:0〜1,440W(並列運転)
    ●定電流精度:±0.05%(並列運転)
    ●定電圧精度:±0.05%(並列運転)
    ●定電力精度:±0.1%(並列運転)

    ETAC製 恒温槽 FL430N
    ●試験機内寸法:W1,000×H1,000×D800mm
    ●温度範囲:-40〜100℃
    ●温度上昇時間:-40℃から100℃まて45分以内
    ●温度下降時間:20℃から-40℃まで40分以内
    ●安全仕様:放圧ベント、CO₂消火器、熱検知器、
    H₂ガスメーター、COガスメーター、扉ロック機構
    ●所有台数:2台

    ●所有事業所:春日井事業所

  • 東京精密製

    セル用充放電装置⑤

    【単独運転】
    ●容量:6V 360A
    ●チャンネル数:8ch
    ●定電流範囲:0〜360A
    ●定電圧範囲:0〜6V
    ●定電力範囲:0〜2,160W
    ●定電流精度:±0.1%
    ●定電圧精度:±0.1%
    ●定電力精度:±0.1%
    ●所有台数:5台

    【並列運転パターン①】
    ●容量:6V 720A
    ●チャンネル数:4ch

    【並列運転パターン②】
    ●容量:6V 1440A
    ●チャンネル数:2ch

    エスペック製
    恒温槽 BTS-210Pb-2
    ●試験機内寸法:W700×H600×D500mm
    ●温度範囲:-40〜100℃
    ●温度上昇時間:
     20℃から80℃まで50分以内
    ●温度下降時間:
     20℃から-30℃まで70分以内
    ●安全仕様:放圧ベント、CO₂消火器、
     給排気ダンパ、熱検知器
    ●所有台数:4槽×充放電システム5台

    ●所有事業所:春日井事業所

  • 東洋システム製

    小型セル用充放電装置 TOSCAT-3200

    ●チャンネル数:20ch
    ●定電流範囲:0~5A
    ●定電圧範囲:-2~6V
    ●定電力範囲:0~30W
    ●定電流精度:各レンジF.Sの±0.2%以下
    ●定電圧精度:F.Sの±0.1%以下
    ●定電力精度:
     レンジ30W(分解能 1mW)
     レンジ3W(分解能 0.1mW)
     レンジ300mW(分解能 10μW)
     レンジ30mW(分解能 1μW)
     ※電圧測定値から計算して電力が一定に
     なるように充放電電流を出力するソフト
     方式

    日立製 恒温槽 EC-46MTB
    ●試験機内寸法:
     W900×H630×D720mm
    ●温度範囲:−40~100℃
    ●温度変動:±0.3℃
    ●温度上昇時間:
     20℃から100℃まで30分以内
    ●温度下降時間:
     20℃から−40℃まで45分以内
    ●安全仕様:
     放圧ダンパー、扉ロックボルト、
     SUS製シーズドタイプ加熱器、
     非常停止スイッチ、
     通信インターフェース(RS-485)

    ●所有事業所:本社

  • カールツァイス製

    計測CT ZEISS METROTOM800

    ●最大管電圧:130kV
    ●最大管電流:300μA
    ●最小焦点寸法:5μm
    ●画素数:1,536×1,920
    ●画素サイズ:127×127μm
    ●最大撮影範囲:φ125×h250mm
    ●測定精度(E):8+L/100μm
    ●積載可能重量:4kg
    ●所有事業所:名古屋事業所

  • 東芝ITコントロールシステム製

    TOSCANER-32300μFD

    ●最大管電圧:230kV
    ●最大管電流:608μA
    ●最小焦点寸法:4μm
    ●画素数:1,024×1,024(8in)
    ●画素サイズ:127×127μm
    ●最大撮影範囲:φ125×h300mm
    ●積載可能重量:15kg
    ●所有事業所:名古屋事業所

  • 東芝ITコントロールシステム製

    TXS-32300FD

    ●最大管電圧:230kV
    ●最大管電流:608μA
    ●最小焦点寸法:4μm
    ●画素数:3,030×3,030(16in)
    ●画素サイズ:139×139μm
    ●最大撮影範囲:φ270×h300mm
    ●積載可能重量:20kg
    ●所有事業所:名古屋事業所

  • ニコン製

    XTH320

    ●最大管電圧:225kV/320kV
    ●最大管電流:1,000μA
    ●最小焦点寸法:3μm/30μm
    ●画素数:2,048×2,048(16in)
    ●画素サイズ:200×200μm
    ●最大撮影範囲:φ270×h250mm
    ●積載可能重量:100kg
    ●所有事業所:名古屋事業所

  • テスコ製

    TXS450 Dual

    ●観察方法:
     フラットパネルディテクタ(FPD)
     ラインセンサ(LDA)
    ●最大管電圧:300kV(FPD)
           450kV(FPD・LDA)
    ●最大管電流:2,000μA(FPD)
           3,300μA(FPD・LDA)
    ●最小焦点寸法:
     6μm(FPD)
     (S)0.4mm・(L)1.0mm(FPD・LDA)
    ●画素数:1,792×2,176(FPD)
         2,048(LDA)
    ●画素サイズ:139×139μm(FPD)
           320×320μm(LDA)
    ●最大撮影範囲:φ300×h600mm(FPD)
            φ450×h600mm(LDA)
    ●積載可能重量:50kg
    ●所有事業所:名古屋事業所

  • ユー・エイチ・システム製

    EVA-160

    ●最大管電圧:160kV
    ●最大管電流:200μA
    ●最小焦点寸法:1μm
    ●画素数:1,152x1,152
    ●画素サイズ:127x127μm
    ●最大撮影範囲:φ70mm
    ●積載可能重量:5kg
    ●所有事業所:名古屋事業所

  • 美和製作所製

    グローブボックス MDB-1KH型

    ●本体寸法:
     W900×D700×H700mm
    ●サイドボックス寸法:
     W510×D225×H320mm
    ●ガス循環精製装置( Pt触媒):
     酸素値・水分値0.5( -80℃ )以下保証
     (無負荷時)
    ●所有事業所:神戸事業所

  • 西部技研製

    ドライルーム D-SAVE

    ●本体寸法:
     W3.6m×D2.7m×H2.4m=23.3m3
    ●パスボックス寸法:
     W500×D500×H500mm
    ●室内温湿度:23±2℃DB
           -40℃DP以下
    ●排気風量:
     室内局所排気分 165m3/hr ( 2.6m3/min )
    ●除湿機空気条件:
     OA:35℃DB,60%RH
     RA:23±2℃DB -40℃DP
     SA:18℃DB以下, -60℃DP以下
    ●所有事業所:本社

  • アルバック・ファイ製

    PHI5000 VersaProbe Ⅲ

    ●最大試料寸法:φ60mmx8mm(H)
    ●X線源:単色化Al
    ●X線ビーム径:10µm~200µm
    ●搭載オプション
     Arガスクラスターイオン銃(Ar-GCIB)
     デュアルアノードX線源(Mg/Al)
     走査オージェ電子銃(SAM)
     加熱冷却機能(-140℃~600℃)
     大気非曝露機構

  • Agilent Technologies製

    Agilent 7890B 5977B GC/MSD

    ●検出器:シングル四重極質量分析計
    ●温度範囲:~450℃
    ●質量範囲:m/z1.6~800
    ●イオン化法:EI
    ●前処理ユニット:加熱脱着システム
    ●所有事業所:本社

  • 島津製作所製

    GCMS-TQ8030

    ●検出器:トリプル四重極型質量分析計
    ●温度範囲:~350℃
    ●質量範囲:m/z1.5~1090
    ●イオン化法:EI
    ●所有事業所:本社

  • ジーエルサイエンス製

    GC-4000 Plus

    ●検出器:熱伝導度検出器 TCD
    ●温度範囲:~350℃
    ●キャリアガス:Arガス
    ●所有事業所:本社

  • 島津製作所製

    GC-2010 Plus

    ●検出器:バリア放電イオン化検出器 BID
    ●温度範囲:~350℃
    ●キャリアガス:Heガス
    ●所有事業所:本社

  • 日立ハイテク製

    SU3500

    低真空SEM
    ●最大試料寸法:φ200mm×80mm(H)
    ●分解能:
     3.0nm(高真空)、4.0nm(低真空)
    ●低真空圧力設定:6~650Pa
    ●検出器:
     二次電子検出器、
     半導体形反射電子検出器、
     低真空二次電子検出器
    ●最高観察倍率:800,000倍(表示倍率)

    EDX
    ●分析元素範囲:Be~Cf
    ●エネルギー分解能:127eV以下
    ●有効検出素子面積:50mm²

    ●所有事業所:豊田事業所

  • Agilent Technologies製

    Agilent 7700x ICP-MS

    ●質量範囲:2~260amu
    ●質量スキャンスピード:>3,000amu/s
    ●アバンダンス感度:
    低マス側:≦5×10⁻⁷
    高マス側:≦1×10⁻⁷
    ●最小ドウェルタイム:100µs
    ●所有事業所:本社

  • Agilent Technologies製

    Agilent 7850 ICP-MS

    ●質量範囲:2~260amu
    ●質量スキャンスピード:>3,000amu/s
    ●アバンダンス感度:
    低マス側:≦5×10-7
    高マス側:≦1×10-7
    ●最小ドウェルタイム:100µs
    ●超高マトリックス導入によって、最大25%溶解固形濃度サンプルを希釈せずに分析可能
    ●排気ポンプの性能向上により、7700xよりも高感度な分析が可能
    ●所有事業所:本社

  • SPECTRO製

    SPECTRO BLUE(FMX26)

    ●タイプ:マルチチャンネルタイプ
    ●分光器:ORCA
    ●波長範囲:167~770nm
    ●検出器:リニアCCD
    ●所有事業所:本社

評価業務にお困り事はございませんか?

JTLはお客様の頼れるパートナーとして、
シチュエーションに応じた迅速丁寧な対応を心がけております。
どんな些細なことでも構いませんので、
まずは下記のメールフォームよりお気軽にお問い合わせください。

お問い合わせはこちら