セルは、バッテリーに採用できる最小のパッケージ化形態です。リチウムイオンバッテリーセルは、円筒セル、プリズムセル、パウチセル、およびコインセルの4つの形式で供給されています。最初の3つの形式は製品に使用され、一方、コインセルは典型的に研究専用です。バッテリーセルの試験は、セルをより大きなモジュールおよびバッテリーパックに組み込む前のバッテリーの設計および構成要素の最適化における重要な工程です。
バッテリー科学者は、充放電サイクリングの際に、セルの効率および劣化を判定する必要があります。示差走査熱量測定法（DSC）および熱重量分析法（TGA）を使用することで、多様な条件下でバッテリーセル材料の分解や気化、さらに熱安定性を調査することができます。等温マイクロカロリメトリー（IMC）は、バッテリーの全セルを分析し、データを提供することにより、寿命の予測、セル性能の順位付け、および熱管理評価を支援します。
バッテリー科学者は、充放電サイクリングの際に、セルの効率および劣化を判定する必要があります。示差走査熱量測定法（DSC）および熱重量分析法（TGA）を使用することで、多様な条件下でバッテリーセル材料の分解や気化、さらに熱安定性を調査することができます。等温マイクロカロリメトリー（IMC）は、バッテリーの全セルを分析し、データを提供することにより、寿命の予測、セル性能の順位付け、および熱管理評価を支援します。
適用例
バッテリーの全セルを対象としたオペランド熱量測定試験
負荷条件下にあるか充電条件下にあるかを問わず、バッテリー内で生じる電気化学プロセスでは周囲との熱交換が起こります。荷電種が電池の内部を流れる際に行う作用の結果、アノードおよびカソードでの酸化還元反応や、バッテリーの有効寿命を制限する原因となるさまざまな寄生的な副反応が起こるほか、発熱も起こります。等温マイクロカロリメトリー（IMC）は、物理化学的プロセスにおける材料の最小の反応を測定するための非特異的かつ非破壊的な手法です。これは、サンプルからのヒートフローを一定の温度で測定することによって行われます。バッテリーの研究において、Liイオンバッテリーの等温カロリメトリーは3つの関心領域を対象としています。
- 第1の関心領域は、熱管理の観点から見るセルによる熱出力です。
- 第2の関心領域は、エントロピー変化によって裏付けられる、活物質における構造変化の理解です。
- 第3の関心領域は、セルの性能の順位付けのために熱を寄生反応から隔離することです。パウチ・コイン・ペースメーカー・携帯電話・円筒形バッテリーの評価は、受動保管条件下で、またはバッテリーサイクラーと同期して行うことができます。
