合材スラリーは、活物質、導電助材、結着材混ぜて、集電体に塗布、乾燥して電極とする。
正極合材は、正極活物質、導電助材、結着材を正極集電体に塗布乾燥して正極とする。
負極合材は、負極活物質、導電助材、結着材を負極集電体に塗布乾燥して負極とする。
導電助材の必要量は、活物質の比表面積 S 〔m2/kg〕に比例します。結着材の必要量は、導電助材の比表面積 S 〔m2/kg〕と活物質の比表面積 S 〔m2/kg〕の和に比例します。よって電極の厚み t 〔m〕を薄くするため活物質の粒径 r 〔m〕を小さくすると、より高機能な導電助材と結着材が求められます。
比表面積 S 〔m2/kg〕=(6÷粒径 r 〔m〕×密度 d 〔kg/m³〕)
粒子一粒の体積 V 〔m3〕は粒径 r 〔m〕の3乗に比例し、表面積は粒径 r 〔m〕の2乗に比例するので、活物質の粒径 r 〔m〕に対する導電助材の粒径 r 〔m〕比nが小さいほど、導電助剤の総体積は少なくてすみ、活物質の総体積と導電助剤の総体積のnとなります。例えば、3.5ミクロンの活物質に35nmの導電助剤を使う場合、その体積比は100:1程度になります。実際には導電助剤の偏在や形状の影響で、導電助剤はもう少し余計目に配合することになります。
活物質に接触するということだけの視点では、それでよいのですが、実際には集電体から活物質までのネットワークが形成されていなければなりません。導電助材の配合量が少なくなると、ネットワークを形成している導電パスの断面積 S 〔m²〕が小さくなり、ネットワークの電気抵抗が徐々に大きくなると考えられます。しかし導電パスの断面積は一定以下になれず、よく分散された導電助材はむしろパーコレーション理論に従うと考えられます。パーコレーション理論の示す通り、ある閾値を下回ると急激に電池反応を起こさなくなります。
炭素材料と導電助材1)
材料は、寸法に自由度があります。 それを実際に容器につめたり、パッケージングしたりしたものが サンプルです。
物質は、 温度や圧力 によって、様々な状態をとります。 物質が固体、液体、気体、 超臨界流体のいずれの 状態を示した図を 状態図と言います。 分子結晶は、昇華しやすく、 イオン結晶は、融点や沸点が高いです。
高圧ガスの分類 | ガスの名称 | 性質 |
原料
/製法 |
🚂
製品
/用途 |
---|---|---|---|---|
🏞 酸素ガス | 酸素 | 🏞 空気 | 製鉄 | |
🏞 水素ガス | 水素 | 燃 | LNG | |
🏞 液化炭酸ガス | 二酸化炭素 | 消火 | ||
🏞 液化アンモニアガス | アンモニア | 燃 毒 | 🏞 空気 | |
🏞 液化塩素ガス | 塩素 | 毒 | 🏞 海水 /電解 | |
アセチレンガス | アセチレン | 燃 | 溶接 | |
可燃性ガス | プロパン | 燃 | 🏞 石油 | 🚂 燃料 |
可燃性・毒性ガス | 可燃性・毒性ガス | 燃 毒 | ||
毒性ガス | 毒性ガス | 毒 | ||
その他のガス | アルゴン |
事故が起きた後で調査をしてみると、「無理をした」「油断をした」「 知らなかった」「教わらなかった」など、安全に対する心構えの不備な事例が意外に多い 2 ) 📥 。
ボンベの 色 や文字の 色 は、高圧ガス保安法で定められています。 * 誤った色使いは、事故の原因になります。 *
可燃性ガスと不燃性ガスでは、ねじの切る向きが違います。 *
化学工業では、気体を 圧縮して高圧ガスとして使います。 冷蔵庫やエアコンの冷媒や燃料のLPガスも高圧ガスです 3 ) 。
🔷 高圧ガスの取り扱い金属材料 | 非金属材料 | 複合材料 | ||
---|---|---|---|---|
鉄鋼材料 | 非鉄金属材料 |
セラミックス ガラス |
高分子 🏞 ゴム |
|
炭素鋼
合金鋼
鋳鉄
鋳鋼
|
金・銀
・
銅
マグネシウム
ニッケル
チタン
亜鉛
|
🏞
石材
|
繊維強化プラスチック
繊維強化金属
鉄筋コンクリート
金属強化セラミックス
|
材料は、その材質の違いにより金属材料と非金属材料に分類されます 4 ) 。
狭い意味で、材料といったとき、常温常圧で固体の 状態の 物質を指すことがあります。
純物質としての 金属は、柔らかすぎるので、混合物の合金が使われます。広い意味での混合物の固体材料を複合材料と呼ぶことがあります。
用途 | ||||
---|---|---|---|---|
重金属 | 鉄鋼 | 鉄鋼 | ⚛ 鉄 | 鉄合金 モーター |
非鉄金属 |
🏞
非鉄金属 (狭義) |
⚛ 🏞 銅 | 🏞 銅合金 | |
鉛 | ||||
🏞 亜鉛 | ||||
スズ | ||||
貴金属 | ⚛ 🜚 金 | |||
⚛ 🜛 銀 | ||||
白金族 | ||||
軽金属 | 🜀 🏞 🧪 ⚛ アルミニウム | 🏞 ジュラルミン | ||
マグネシウム | ||||
チタン | ||||
希少金属 | リチウム | |||
ウラン |
鉄はもっとも身近な金属だ。 金属はカタチを自由に変えることができ、しかも強くしなやかだ。石斧で田んぼを耕すのがいかに困難かを想像すれば、鉄器が農耕を飛躍的に進歩させたことがうなずける。 日本では、 弥生時代 に鉄器が普及し、 稲作がはじまり、定住生活がはじまりした。
ニラコ