リチウムイオン二次電池の合材設計について議論しよう

リチウムイオン二次電池に使われる合材は、不均一混合物です。

電池は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換するデバイスです。 その変換損失は、熱となります。 熱の発生を抑える方法は、電池の内部抵抗を小さくすることです。 そこで、不均一混合物である、合材の抵抗率をできるだけ小さくすることが求められます。

不均一混合物の物性や形状を制御するためには、不均一混合物をどのように設計すればよいか、自由に議論してみましょう。


塗料の製造工程

塗膜形成成分
添加剤
塗膜成分 (結着剤・バインダー)
混錬
溶剤
ビヒクル (展色剤)
顔料
塗料
  1 塗料の製造工程
© K.Tachibana * , C1 Lab.

塗料には、合成樹脂塗料、油性塗料、 などがあります。 合成樹脂塗料には、塩化ビニル・酢酸ビニルのエマルションがあり、建築用やコンクリートの表面保護に使われます。 エポキシ樹脂塗料は、橋梁、船舶、石油タンクなどの 防食塗装や、 自動車の下地塗装に使われます。 ポリウレタン樹脂塗料は、高級上塗り塗料として使われます。 アルキド樹脂塗料は、車両、船舶、木材など塗装に使われます。 油性塗料は、 油脂から得られた乾性油で、油ペイントや油性エナメルなどがあります。 防食用に建物、船舶、車両などに使われています。

添加剤には、可塑剤、硬化剤、乾燥材、防腐剤、防かび剤、消泡剤、レベリング剤などがあります。

👨‍🏫 色素材料―染料、顔料、塗料― 236 リチウムイオン二次電池の合材設計について議論しよう

調合・混合・攪拌・分散・塗布・乾燥・プレス・注液

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調合・混合・攪拌・分散・塗布・乾燥・プレス・注液
© K.Tachibana * , C1 Lab.

スラリーやインクの 塗工には、 混合、撹拌、分散、 乾燥と言った工程が含まれます 1 )

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そば

  3 そば
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そばを にするには、石臼の普及を待たなければならなかった(解砕)。 そば打ちは、粉を水に分散させ、スラリーにして適度な レオロジー特性を持たせる技。 つなぎ(バインダー)に小麦粉や海藻を使えば、少しは楽になるが、そば粉10割で、そば打ちするのは至難の業。

リチウム電池の正極合材スラリーの製造は、そば打ちに匹敵するハイレベルな技術を要求される。

236 リチウムイオン二次電池の合材設計について議論しよう 👨‍🏫 承天寺@福岡県福岡市

参考文献


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