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電池材料向けのXRD

結晶構造解析は、電極粉末の開発から完成セルの性能評価や故障解析に至るまで、電池材料を理解する上で不可欠です。 X線回折(XRD)は、非破壊的な相同定、相定量、格子定数解析、結晶子サイズおよびひずみの評価に加え、充放電中に正極、負極、電解質、および全固体電池材料がどのように変化するかを明らかにするオペランド測定を可能にします。 リガクのXRDソリューションは、研究開発、プロセス開発、品質管理のための柔軟なツールを提供し、電池の研究者やメーカーを支援します。

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XRD分析による電池性能の向上

XRDは、結晶構造と性能、安全性、寿命、製造性を関連付けるため、電池の研究、製造、故障解析の各分野で広く活用されています。 リガクのシステムは、日常的な粉末回折測定、高度なイン・シチュおよびオペランド測定、ならびにコイン型電池、パウチ型/ラミネート型電池、自己組立型電池専用のバッテリーステージを用いた組立セル分析をサポートしています。

  • 電池材料の粉末分析:正極、負極、固体電解質、および前駆体粉末中の結晶相を同定・定量し、不純物相をモニタリングし、結晶性、格子定数、結晶子サイズ、ひずみを評価します。
  • 電極およびセルの開発:相転移、格子膨張・収縮、劣化経路、充電状態依存挙動など、サイクル中の活物質の構造変化を調査します。
  • オペランドおよびその場電池分析: 専用の電池ステージを用いて、セルを分解することなく、充放電中の構造変化を観察します。
  • 固体電池の研究:材料選定、安定性評価、および性能最適化を支援するため、固体電解質および電極/電解質界面における結晶性および非晶質成分の特性評価を行います。
  • 品質管理および生産支援:MiniFlex などのコンパクトな XRD システム、あるいは MiniFlex XpC などの生産向けシステムを使用して、入荷材料、中間製品、および完成した電極材料の迅速かつ再現性の高い相分析を行います。

ハイエンドな電池の研究開発では、SmartLabおよびSmartLab SEが、粉末回折、薄膜回折、SAXS、非大気圧測定、およびオペランド研究のための多目的XRD機能を提供します。 日常的な電池材料の特性評価や品質管理には、MiniFlexが、相同定、相定量、結晶性、結晶子サイズ/ひずみ、格子定数の精密化、リートヴェルト法による精密化を含む、卓上型粉末XRD機能を提供します。製造環境向けに設計されたMiniFlex XpCは、自動化に適した試料処理機能を備え、迅速かつ正確な品質管理測定を実現します。

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