Technology技術紹介
粒子形状制御技術（球状化）
粒子形状制御技術は、中和反応工程での反応条件を制御することにより、粒子の形状をコントロールする技術です。田中化学研究所はこの技術を活用することにより粒子の球状化に成功し、電池の高容量化に貢献しています。
| 概要 | 正極材は、主原料となるニッケルなどの金属を酸に溶かしてできた溶液に、アルカリ水溶液を加え、中和反応によって製造します。 このとき、単純に反応させただけでは、晶析される沈殿物の粒子はいびつな不定形となります。しかし当社では中和反応の際、反応条件を適切に制御することで、球状の粒子として晶析させることに成功しました。 |
|---|---|
| この技術のメリット | 電池の高容量化に貢献 |
| この技術が利用されている電池 | リチウムイオン電池（Li-ion battery） ニッケル水素電池（Ni-MH battery） |
参考資料
不定形粒子
とくに反応制御を行わずに中和反応させ、晶析した水酸化ニッケル。
この技術を使うと…
球状粒子
当社独自ノウハウにより反応制御を実施しながら晶析させた水酸化ニッケル。
断面SEM
Point
この技術を利用して晶析された球状粒子の断面画像を観察すると、粒子内部まで均質かつ高密度な粒子を形成していることがわかります。これはつまり、均一晶析反応によって一つ一つの粒子が緻密に成長していることを意味しています。
教えてプラスくん！
粒子の形状を球状化することが
どうして電池の高容量化につながるの?
たくさんの正極材と負極材が入っている電池とあまり入っていない電池を比較した場合、たくさんの正極材と負極材が入っている電池のほうが多くの化学反応が起こせるため電池容量が大きくなります。そこで電池メーカーは、決められたサイズの容器の中になるべくたくさんの正極材と負極材を詰めこむ（=充填する）ことでこれまでよりも高容量な電池をつくりたいと考えています。
不定形の場合
材料を効率よく充填できない
（スペースに無駄ができる）
充填されている材料（量） : 少
電池容量 : 低
球状に整っている場合
決められたスペース内に
材料をまんべんなく充填できる
充填されている材料（量） : 多
電池容量 : 高
これが正極材の粒子形状を球状化することにより、電池を高容量化する仕組みです。当社では、この粒子形状制御技術に加え、粒子のサイズ自体を制御する「粒子径制御技術」をあわせて、電池メーカーの設計思想（電池の製造方針）に沿って、「無駄なく効率よく充填できる正極材」の製造を可能にしています。
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