EV関連分析事例

車載電池、デバイスをはじめとするEVに不可欠な部材に対して、
最適な分析メニューをご提供します。

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電池の解析事例

全固体電池の総合的な分析評価

リチウムイオン電池（LIB）の次世代電池である全固体電池は、高安全性・高エネルギー密度・高出力・広い作動温度が期待されており、電気自動車（EV）普及の鍵を握る技術であると言われています。近年、この全固体電池は車載バッテリーとしての実用化に向けた研究開発が盛んに行われている一方で、イオン・電子伝導度の低下など、さまざまな開発課題があります。MSTでは構造・組成・電気の総合分析評価を基に、開発課題の解決に適した評価内容を提案いたします。本資料では全固体電池の開発課題の具体例とその評価内容、そして、各構成部材の代表的な評価手法を紹介いたします。
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リチウムイオン二次電池(LIB)正極材料の電子構造及び局所構造解析

近年、ハイブリッド自動車(HV)や電気自動車(EV)が普及しつつある中で、その電源利用のために、リチウムイオン二次電池(LIB)の大型化・高性能化が求められています。 高容量正極材料を開発するためには、その組成-構造-電気化学特性の相関関係を見出すことが非常に重要です。正極材料について、金属元素の電子状態およびその局所構造を、放射光を用いたXAFS解析によって明らかにすることで、その組成-構造-電気化学特性の相関関係に関する知見を得ることができるため、高容量・高耐久な正極材料開発に活用することが可能です。
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リチウムイオン二次電池（LIB）電解液の組成評価

電気自動車(EV)の充放電性能には、電解液の電気伝導率が大きな影響を与えています。この電気伝導率の向上のため、リチウムイオン二次電池(LIB)の電解液には、比誘電率の高い溶媒と粘度の低い溶媒が組み合わされて用いられます。また、添加剤や電解質（支持塩）にはLiイオンの輸送のほか、電極表面に被膜を形成する機能があり、これらの組成や化学結合状態を評価することは電気伝導率が高いLIBの研究開発を行う上で極めて重要です。MSTでは、電解液そのものをICP-MSで、電解液加熱時の揮発成分をGC/MSで、また、電解液の乾固物をTOF-SIMSで評価することにより、溶媒、電解質、添加剤など各種成分の定性・定量分析を目的に合わせてご提案いたします。
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リチウムイオン二次電池（LIB）正極の抵抗値分布評価

車載バッテリー等に用いられるリチウムイオン二次電池(LIB)は、充放電を繰り返すことによる性能低下が課題になっています。本事例ではLIBの長寿命化に向けた研究開発へのアプローチの一例として、劣化や導通パスの遮断により導電性が低下した活物質の抵抗値を可視化しました。この抵抗値分布とLiなどの元素分布との比較や、導電助剤・バインダーといった材料ごとの混合具合の数値化を行うことで、長寿命なLIBの最適な製造条件の推定に役立てることが可能です。
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パワーデバイスの解析事例

パワーモジュール（IGBT）の不良品調査

電気自動車のパワーコントロールユニット(PCU)内に搭載されているパワーモジュールには、大電流での高速スイッチングを可能にするため、バイポーラトランジスタ（IGBT）が用いられます。本事例ではIGBT VCEリーク品の不良箇所特定事例を紹介します。測定は2000Vまで印加可能な高圧電源とエミッション顕微鏡を用い、コレクタ電極を剥離したIGBTチップに通電した状態で近赤外光を検出します。チャネル空乏層付近に結晶欠陥が存在した場合、高電圧印加時の電流集中による発光をとらえることで、リーク箇所の特定が可能です。
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SiC Trench MOSFETの信頼性に関わるトレンチ側壁の粗さ評価

近年、高耐圧デバイスの材料としてSiCが注目されており、電気自動車(EV)への採用が進んでいます。 Trench MOSFET構造は、素子の高集積化に必要であり、SiCデバイスへの応用展開が進められています。 Trench MOSFET構造のチャネル領域はトレンチ側壁であるため、トレンチ側壁の平坦性がデバイスの信頼性に関わってきます。本資料では、SiC Trench MOSFETのトレンチ側壁の粗さについて、AFM（原子間力顕微鏡）を用いて定量的に評価した例を紹介します。
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SiC Trench MOSFETの拡散層における極性判定と濃度分布評価

電気自動車（EV）に搭載する高耐圧デバイスの材料としてSiCが注目されています。Trench MOSFET構造は素子の高集積化が可能であるため、SiCデバイスへの応用展開が進められています。 一方、SiCデバイスのドーパント活性化率には課題があり、出来栄え評価が重要となります。本資料では、 SiC Trench MOSFETに関して、SNDM（走査型非線形誘電率顕微鏡）にてキャリア極性判定をSMM（走査型マイクロ波顕微鏡法）にてキャリア濃度分布を評価した事例をご紹介します。
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部品・材料の解析事例

X線CTによるポリウレタン内部の空隙率評価

自動車のシートやヘッドレスト、ショックアブソーバー（ダンパー）などには、高い反発弾性、断熱性、防音性などを有するポリウレタンが用いられています。ウレタンフォームは内部に空隙を有するため、シート着座時などにおこるウレタンフォーム内部の構造変化把握には、X線CTによる観察が適しています。 本資料では、ポリウレタン内部の空隙体積に着目しましたが、このほかにも空隙の断面積解析や内部の異物評価、応力を加えた状態での内部計上評価などにも応用ができます。
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車載用液晶パネルの信頼性特性に関与する分子構造解析

カーナビゲーションやモニター、ミラーなどに用いられる、液晶パネルの応答速度、駆動電圧、コントラストの信頼性特性は、液晶分子構造などに起因します。そのため、分子構造の詳細を解析することは、液晶パネルの表示特性を制御するのに不可欠です。ここでは、負の誘電異方性を示す液晶材料など約10種の成分を精密質量情報から推定しました。この事例を利用して、液晶パネルの信頼性向上に活用することが可能です。
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ポリカーボネートの末端基構造解析

ポリカーボネートは、耐衝撃性、耐熱性に優れたエンジニアリングプラスチックであるため、自動車のランプレンズや内装部品などに広く使用されています。ポリカーボネートの製造法には主に2種類の方法があり、ポリマーの物性に影響を与える末端基構造は、製造法によって異なります。ポリマーの末端基部分は主鎖に比べて微量であるため、その構造解析が可能な分析手法は限られます。本資料では、熱分解GC/MSを用いてポリカーボネートの末端基構造を評価した事例を紹介します。
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