① 電極コーティング

電極コーティングにおいて、コーティング品質はDCIRに大きな影響を与えます。コーティングの不均一性はよくある問題です。活物質が特定の領域で厚すぎたり薄すぎたりすると、電流分布が不均一になります。電流が電極上で不均一に分布すると、局所的な抵抗が増加し、DCIRを直接的に上昇させます。さらに、コーティングが不十分だと活物質が存在しない領域が生じ、「仮想接点」が形成されます。この「仮想接点」は回路の断線のようなもので、電流の流れに大きな抵抗を引き起こし、内部抵抗を大幅に増加させ、DCIR試験結果に影響を与えます。

ACEY-AC300J 電極コーティング機 自動制御を採用し、高精度な均一塗布、膜厚監視、乾燥制御を実現します。この高性能コーティングは、膜厚変動を効果的に抑制し、電極の均一性を確保することで、DCIR偏差を低減します。

② 電極圧延

電極の圧延度合いもDCIRに大きな影響を与えます。圧延が緩すぎると電極の多孔度が高くなりすぎ、活物質と集電体の接触が不十分になります。その結果、活物質と集電体間の電子輸送が阻害され、内部抵抗が増加し、DCIRが増加します。逆に、圧延がきつすぎると活物質の構造が損傷し、イオンチャネルが閉塞します。閉塞したイオンチャネルはイオン輸送を困難にし、DCIRも増加します。

ACEY-RP-300x350 自動r オリングプレス 機械 ローラーギャップと圧力を精密に制御することで電極密度と圧縮性を向上させ、電極表面の平坦性と多孔性を均一に保ちます。これにより、電子とイオンの輸送性能が最適化され、DCIR性能が安定化します。

電極の切断・スリット加工時に発生したバリを除去しないと、様々な問題が発生します。バリがセパレータに穴を開け、マイクロショートを引き起こす可能性があります。マイクロショートはバッテリー内部に異常な電流経路を形成し、抵抗を増加させ、DCIR（直流抵抗）を異常に高くします。さらに、バリは電極とタブ間の接触不良を引き起こし、電流伝達に悪影響を与え、DCIRを異常に高くする可能性があります。

ACEY-SM300 電極沈泥機 研究開発室や生産ラインにおいて、電池や角型電池の電極を作製するための半自動スリッターです。リチウム二次電池の正極・負極の縦方向切断に適しています。電極基材はアルミ箔や銅箔に対応し、切断面は綺麗で寸法精度が高く、バリも発生しないため、板材加工において重要な設備です。

タブ溶接の品質は、DCIRに影響を与える重要な要素です。溶接時のはんだ付けが不完全であったり、誤ったはんだ付けをすると、電極タブと集電体間の接触抵抗が大幅に増加する可能性があります。不完全または誤ったはんだ付けは、電極タブと集電体間の接続を弱め、電流が流れる際に接触抵抗が増加し、DCIRが限度値を超える原因となります。さらに、残留はんだスラグは接触不良を引き起こす可能性があり、これも過度のDCIRの一般的な原因です。はんだスラグの存在は正常な電流伝達を妨げ、抵抗を増加させ、結果としてDCIR試験結果に影響を与えます。

ACEY-USW-3000 超音波金属スポット溶接機 バッテリー製造などの用途におけるニッケルとアルミニウムの接合に特化して設計されています。均一で強固な溶接を実現し、溶接入熱を効果的に制御し、不完全溶接やスラグの発生を抑え、導電性を向上させ、DCIRを低減します。

② セル巻き取り・積み重ね

セルの巻き取り／ラミネート工程におけるプロセス管理は、DCIRに大きな影響を与えます。電極のずれや積層のずれなど、巻き取り不良は、正極活物質と負極活物質の有効接触面積を減少させます。有効接触面積の減少はイオン輸送抵抗を増加させ、電池内でのイオンの移動を阻害し、DCIRの上昇につながります。さらに、巻き取り張力が不均一になるとセパレータにシワが生じ、イオン伝導に影響を与え、抵抗がさらに増加してDCIR試験結果に影響を与える可能性があります。

IV. 結論

まとめると、リチウムイオン電池のDCIR試験に影響を与えるコアプロセスは、電極準備、セル組立、フォーメーション/エージングの3つの主要段階に集中しています。電極準備におけるコーティング、圧延、切断/スリット工程、セル組立におけるタブ溶接、巻き取り/積層、電解液注入工程、そしてフォーメーションおよびエージング工程。各段階のプロセス制御はDCIRに大きな影響を与えます。リチウムイオン電池の製造においては、これらの主要プロセスのプロセスパラメータを厳密に管理し、DCIR試験結果が要件を満たすようにすることが極めて重要であり、それによってリチウムイオン電池の品質と性能が向上します。さらに、DCIRの測定値が異常な場合は、これらのコアプロセスから包括的な調査と分析を実施し、問題を迅速に特定して解決する必要があります。