レオ・インピーダンス

レオ・インピーダンス測定

レオインピーダンスは、プロセス関連条件下で電極スラリーを評価するための電気インピーダンスとレオロジーの同時測定で比類のないデータ品質を提供し、電池性能の確実な成功を支援します。

詳細
テクノロジー
仕様
アプリケーション
リソース

レオ・インピーダンス測定は、バッテリー電極スラリー、エマルジョン、塗料、コーティングなどの復号流体の微細構造について強力な洞察を提供します。誘電性インピーダンス法とDHRのレオロジー測定を組み合わせることで、せん断による試料の微細構造変化を、混合、保管、コーティングなどの工程関連の条件下で特性化することができます。粘度、降伏応力、粘弾性、回復を同時に正確に測定することで、流動特性と、その基となる微細構造変化とを関連付ける新たなインサイトを得ることができます。バッテリー電極用スラリーの製法とプロセス開発は、インピーダンス法に基づいて行われます。せん断を加えずに行った初期インピーダンス測定は、混合後のスラリー内の導電性材料の分散を示します。インピーダンスと回転変形を同時に実施することにより、せん断による微細構造の変化を直接測定し、スラリーのコーティング条件を再現し、せん断後の時間依存性の回復を測定できます。こうした新しい洞察により、完成した電極で導電性ネットワークが維持されていることを確認し、バッテリーの良好な性能が保証されます。

DHRのレオ・インピーダンスアクセサリは、誘電性インピーダンス測定とレオロジー測定の両方で、比類のないデータ品質を実現します。レオロジーと誘電性インピーダンスを組み合わせるための従来のアプローチでは、配線、バネ接触、または液体電解質のいずれかの上部ツールとの電気的接触が必要であり、測定範囲が制限されます。レオ・インピーダンスアクセサリは、絶縁された上部平行板の形状を導体として使用し、両方の電極を下部プレートに配置するため、上部ツールに接触させる必要がありません。このユニークな設計により、無制限のレオ・インピーダンス測定が可能になります。

プロセス関連の条件下でのインピーダンスおよび定常せん断の同時測定
摩擦がない：ワイヤまたはスプリングによる接触がないため、DHRのトルク感度の全範囲を利用でき、粘度、降伏応力、粘弾性、構造回復の正確な特性評価が可能
液体電解質接触の制約や実験的な課題なしに、最大8 MHzまでの誘電性インピーダンス測定が可能
わずか5分以内で設置完了：レオ・インピーダンス・クイック・チェンジ・プレートをアドバンストペルチェプレートに取り付けて、温度制御
LCRメーターの校正、測定、信号およびデータ分析をTRIOSソフトウェア

レオ・インピーダンスアクセサリ
ユニークなフリクションフリーテクノロジー	最小振動トルク0.3 nN.m *
ペルチェ温度制御	-20 ～ 100 °C
40 ㎜ステンレス板（付属）	サンプル容量＜2 mL
カスタマイズされた溶媒トラップ（付属）	測定中の蒸発を防止
LCRデータをTRIOSソフトウェアに統合	リアクタンス、抵抗、損失正接、インピーダンス、アドミタンス、静電容量、導電率、誘電率、感受性；ナイキストプロット、ボードプロット

対応LCRメーター	周波数	電圧
HIOKI – IM3536	4 Hz ～ 8 MHz	0.01 V ～ 5 V
Keysight – E4980AL	20 Hz ～ 1MHz	0.001 V ～ 2 V
Keysight – E4980A	20 Hz ～ 2 MHz	0.005 V ～ 20 V

*最小トルクは計器の型によって異なります

カソード用スラリー配合

レオ・インピーダンス測定は、カソードスラリー配合に関する強力なインサイトを提供し、レオロジーと導電性ネットワーク分布の両方に対する各成分の影響を評価します。まず、NMP中にカーボンブラックとPVDFを混合（サンプルA）し、続いてNMCを添加（サンプルB）してカソードスラリーを配合しました。両ステップで、せん断速度を加速させながら、材料のインピーダンスを測定しました。図1では、サンプルAは、固体含有量が低い（8％）にもかかわらず、その粘度は、NMCを添加したサンプルB（固体含有量：72％）を比較して、大幅に高くなりました。NMC粒子はカーボンブラック凝集体をより均一なネットワークに分散させるのに役立ち、コーティングに適した粘度の低下をもたらします。同時インピーダンス測定値はこの説明を裏付けています。サンプルAのナイキストプロット（図2）は、様々なせん断速度でインピーダンスが大幅に変化しており、カーボンブラック凝集体のネットワークが変化していることを示しています。それと対照に、サンプルB （図3）では、すべてのせん断速度でインピーダンスが一貫しています。NMCを組み入れることで、カーボンブラックの分布を助け、より安定した導電性ネットワークを得ることができます。このせん断に強い微細構造は生産に適しており、完成されたカソード内で導電性ネットワークを確実に維持します。

詳細

テクノロジー

プロセス関連の条件下でのインピーダンスおよび定常せん断の同時測定
摩擦がない：ワイヤまたはスプリングによる接触がないため、DHRのトルク感度の全範囲を利用でき、粘度、降伏応力、粘弾性、構造回復の正確な特性評価が可能
液体電解質接触の制約や実験的な課題なしに、最大8 MHzまでの誘電性インピーダンス測定が可能
わずか5分以内で設置完了：レオ・インピーダンス・クイック・チェンジ・プレートをアドバンストペルチェプレートに取り付けて、温度制御
LCRメーターの校正、測定、信号およびデータ分析をTRIOSソフトウェア

仕様

レオ・インピーダンスアクセサリ
ユニークなフリクションフリーテクノロジー	最小振動トルク0.3 nN.m *
ペルチェ温度制御	-20 ～ 100 °C
40 ㎜ステンレス板（付属）	サンプル容量＜2 mL
カスタマイズされた溶媒トラップ（付属）	測定中の蒸発を防止
LCRデータをTRIOSソフトウェアに統合	リアクタンス、抵抗、損失正接、インピーダンス、アドミタンス、静電容量、導電率、誘電率、感受性；ナイキストプロット、ボードプロット